Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів
Physical modeling has been used to study the processes of heat exchange between the melt and the roll crystallizer with roll casting-rolling of metals. Based on the theoretical analysis of heat exchange processes between the bandage of the roll crystallizer and the cooling water, the possible levers...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/16 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471896476647424 |
|---|---|
| author | Нурадінов, Абді Ноговіцин, Олексій Нурадінов, Ібрагім Баранов, Іван Сіренко, Катерина |
| author_facet | Нурадінов, Абді Ноговіцин, Олексій Нурадінов, Ібрагім Баранов, Іван Сіренко, Катерина |
| author_sort | Нурадінов, Абді |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-05-19T06:59:51Z |
| description | Physical modeling has been used to study the processes of heat exchange between the melt and the roll crystallizer with roll casting-rolling of metals. Based on the theoretical analysis of heat exchange processes between the bandage of the roll crystallizer and the cooling water, the possible levers of their intensification are determined: the speed of the coolant, the area and relief of the heat sink surface. Regularities of change of parameters of heat exchange between the hardening metal and the water cooling the crystallizer, depending on ways of influence on it are established. It is shown that a significant increase in the rate of heat dissipation is observed in the case of increasing the speed of water movement to a certain level (up to 2.5 m/s). And with increasing the area of heat dissipation, the degree of intensification of heat transfer processes in the mold does not depend on the speed of water movement. Increasing the intensity of heat transfer processes in the mold at the artificial roughness of the heat transfer surface is that when the flow of liquid on the ledge behind it a vortex is formed, which destroys the structure of the viscous sublayer, turbulizing it. As a result, at a constant velocity of the fluid, the viscous laminar sublayer is completely destroyed or decreases in thickness, which increases the heat transfer coefficient without increasing hydraulic losses. Therefore, it is established that the most optimal of the considered tool options in terms of accelerating heat transfer processes is the method of inducing artificial roughness on the bandages of the rolls. It is shown that along with the intensification of heat dissipation, this method, due to the turbulence of the viscous laminar sublayer of water, significantly reduces the formation of scale on the heat exchange surface. And this, in turn, increases the periods of preventive maintenance of the molds. Based on the obtained results, practical recommendations for improving the efficiency of thermal work of the roll crystallizer in roll casting-rolling of metals are proposed. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:49Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-16 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:49Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-162023-05-19T06:59:51Z Heat exchange processes in roll casting-rolling of metals Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів Нурадінов, Абді Ноговіцин, Олексій Нурадінов, Ібрагім Баранов, Іван Сіренко, Катерина roll crystallizer heat transfer coolant velocity heat dissipation area roughness heat transfer coefficient heat quantity валковий кристалізатор теплообмін швидкість теплоносія площа тепловідведення шорсткість коефіцієнт тепловіддачі кількість тепла Physical modeling has been used to study the processes of heat exchange between the melt and the roll crystallizer with roll casting-rolling of metals. Based on the theoretical analysis of heat exchange processes between the bandage of the roll crystallizer and the cooling water, the possible levers of their intensification are determined: the speed of the coolant, the area and relief of the heat sink surface. Regularities of change of parameters of heat exchange between the hardening metal and the water cooling the crystallizer, depending on ways of influence on it are established. It is shown that a significant increase in the rate of heat dissipation is observed in the case of increasing the speed of water movement to a certain level (up to 2.5 m/s). And with increasing the area of heat dissipation, the degree of intensification of heat transfer processes in the mold does not depend on the speed of water movement. Increasing the intensity of heat transfer processes in the mold at the artificial roughness of the heat transfer surface is that when the flow of liquid on the ledge behind it a vortex is formed, which destroys the structure of the viscous sublayer, turbulizing it. As a result, at a constant velocity of the fluid, the viscous laminar sublayer is completely destroyed or decreases in thickness, which increases the heat transfer coefficient without increasing hydraulic losses. Therefore, it is established that the most optimal of the considered tool options in terms of accelerating heat transfer processes is the method of inducing artificial roughness on the bandages of the rolls. It is shown that along with the intensification of heat dissipation, this method, due to the turbulence of the viscous laminar sublayer of water, significantly reduces the formation of scale on the heat exchange surface. And this, in turn, increases the periods of preventive maintenance of the molds. Based on the obtained results, practical recommendations for improving the efficiency of thermal work of the roll crystallizer in roll casting-rolling of metals are proposed. Фізичним моделюванням вивчені процеси теплообміну між розплавом і валковим кристалізатором при валковій розливці-прокатці металів. На основі теоретичного аналізу теплообмінних процесів між бандажем валкового кристалізатора та охолоджувальною водою визначено можливі важелі їх інтенсифікації: швидкість руху теплоносія, площу та рельєф поверхні тепловідведення. Встановлено закономірності зміни параметрів теплообміну між металом, що твердіє, і водою, що охолоджує кристалізатор, залежно від способів впливу на нього. Показано, що помітне підвищення темпу тепловідведення спостерігається у разі зростання швидкості руху води до певного рівня (до 2,5 м/с). А при збільшенні площі тепловідведення ступінь інтенсифікації теплообмінних процесів в кристалізаторі не залежить від швидкості руху води. Підвищення інтенсивності теплообмінних процесів у кристалізаторі при штучній шорсткості поверхні теплообміну полягає в тому, що при набіганні потоку рідини на виступ за ним утворюється вихор, що руйнує структуру в'язкого підшару, турбулізуючи його. Внаслідок цього при незмінній швидкості руху рідини в'язкий ламінарний підшар повністю руйнується або зменшується за товщиною, що сприяє підвищенню коефіцієнта тепловіддачі без збільшення гідравлічних втрат. Таким чином, встановлено, що з розглянутих варіантів інструментарію найоптимальнішим з погляду прискорення теплообмінних процесів є метод наведення штучної шорсткості на бандажах валків. Показано, що поряд з інтенсифікацією тепловідведення цей спосіб, за рахунок турбулізації в'язкого ламінарного підшару води, істотно знижує утворення накипу на теплообмінній поверхні. І це, своєю чергою, збільшує періоди профілактичного обслуговування кристалізаторів. На основі отриманих результатів запропоновано практичні рекомендації щодо підвищення ефективності теплової роботи валкового кристалізатора при валковій розливці-прокатці металів. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-05-19 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/16 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 30 No. 2 (2022): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 30 № 2 (2022): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/16/16 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | валковий кристалізатор теплообмін швидкість теплоносія площа тепловідведення шорсткість коефіцієнт тепловіддачі кількість тепла Нурадінов, Абді Ноговіцин, Олексій Нурадінов, Ібрагім Баранов, Іван Сіренко, Катерина Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| title | Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| title_alt | Heat exchange processes in roll casting-rolling of metals |
| title_full | Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| title_fullStr | Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| title_full_unstemmed | Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| title_short | Теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| title_sort | теплообмінні процеси при валковій розливці-прокатці металів |
| topic | валковий кристалізатор теплообмін швидкість теплоносія площа тепловідведення шорсткість коефіцієнт тепловіддачі кількість тепла |
| topic_facet | roll crystallizer heat transfer coolant velocity heat dissipation area roughness heat transfer coefficient heat quantity валковий кристалізатор теплообмін швидкість теплоносія площа тепловідведення шорсткість коефіцієнт тепловіддачі кількість тепла |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/16 |
| work_keys_str_mv | AT nuradínovabdí heatexchangeprocessesinrollcastingrollingofmetals AT nogovícinoleksíj heatexchangeprocessesinrollcastingrollingofmetals AT nuradínovíbragím heatexchangeprocessesinrollcastingrollingofmetals AT baranovívan heatexchangeprocessesinrollcastingrollingofmetals AT sírenkokaterina heatexchangeprocessesinrollcastingrollingofmetals AT nuradínovabdí teploobmínníprocesiprivalkovíjrozlivcíprokatcímetalív AT nogovícinoleksíj teploobmínníprocesiprivalkovíjrozlivcíprokatcímetalív AT nuradínovíbragím teploobmínníprocesiprivalkovíjrozlivcíprokatcímetalív AT baranovívan teploobmínníprocesiprivalkovíjrozlivcíprokatcímetalív AT sírenkokaterina teploobmínníprocesiprivalkovíjrozlivcíprokatcímetalív |