МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ
In the work using the finite element method, a three-dimensional computer model of the processes of electrothermal treatment of an aluminum core of a power cable in an electric furnace and a thermostat was developed, and the patterns of changes in the temperature field in such a core were determined...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки Національної академії наук України
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/71 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine |
Репозитарії
Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine| id |
oai:ojs2.prc.new-point.com.ua:article-71 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-09-07T08:30:46Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
електротермообробка електропіч силовий кабель алюмінієва струмопровідна жила затрати електроенергії температурне поле неоднорідність |
| spellingShingle |
електротермообробка електропіч силовий кабель алюмінієва струмопровідна жила затрати електроенергії температурне поле неоднорідність Подольцев, О.Д. Щерба, А.А. Золотарьов, В.В. Білянін, Р.В. Кулик, М.А. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ |
| topic_facet |
електротермообробка електропіч силовий кабель алюмінієва струмопровідна жила затрати електроенергії температурне поле неоднорідність electrothermal treatment electric furnace power cable aluminum conductor electricity consumption temperature field nonuniformity |
| format |
Article |
| author |
Подольцев, О.Д. Щерба, А.А. Золотарьов, В.В. Білянін, Р.В. Кулик, М.А. |
| author_facet |
Подольцев, О.Д. Щерба, А.А. Золотарьов, В.В. Білянін, Р.В. Кулик, М.А. |
| author_sort |
Подольцев, О.Д. |
| title |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ |
| title_short |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ |
| title_full |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ |
| title_fullStr |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ |
| title_full_unstemmed |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ |
| title_sort |
математичне моделювання та регулювання процесів комплексної електротермообробки алюмінієвої жили силового кабелю |
| title_alt |
MATHEMATICAL MODELING AND REGULATION OF PROCESSES OF COMPLEX ELECTRO-HEAT TREATMENT OF ALUMINUM CORE OF POWER CABLE |
| description |
In the work using the finite element method, a three-dimensional computer model of the processes of electrothermal treatment of an aluminum core of a power cable in an electric furnace and a thermostat was developed, and the patterns of changes in the temperature field in such a core were determined under different modes of implementation of the so-called "annealing" processes, that is, the restoration of the necessary electrical properties in it , in particular, an increase in specific electrical conductivity and plasticity. Calculations based on the developed mathematical model and the obtained regularities are consistent with the results of practical measurements of electrical conductivity and plasticity of experimental samples of aluminum cores of cables manufactured by YUZHCABLE WORKS, PJSC, Kharkiv. However, the analysis of the patterns of changes in the temperature field in the volume of aluminum cores of cables during their continuous electric heating to the required temperatures of both the outer and inner layers of the core wound on a spool showed that the difference in their temperatures can exceed 50 0С. Such nonuniformity of the temperature field of the core and long-term overheating of its outer layers leads to unacceptable losses of electricity and reduces the positive result of the processes of such heat treatment of the core, in particular, regarding the increase of its electrical conductivity. It is substantiated that in order to reduce the loss of electricity and the nonuniformity of the temperature field in the aluminum core, it is necessary to reduce the duration of electric heating of the aluminum core to the temperature of its upper layers, necessary for annealing, and then move the drum with such a core to a thermostat without electronic heating elements. In such a thermostat, the temperature of the outer layers will decrease, and the temperature of the inner layers will continue to increase. The work shows that after some time (≈ 60 min), the temperature distribution in the core will become almost uniform, and the total losses of electricity and the nonuniformity of the temperature field in the volume of the core will become smaller. Based on the results of the calculations, recommendations were developed for the selection of appropriate modes of heat treatment of aluminum cores wound on a spool, with acceptable energy consumption and overheating of the upper layers of the core. References 8, figures 4 |
| publisher |
Інститут електродинаміки Національної академії наук України |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/71 |
| work_keys_str_mv |
AT podolʹcevod mathematicalmodelingandregulationofprocessesofcomplexelectroheattreatmentofaluminumcoreofpowercable AT ŝerbaaa mathematicalmodelingandregulationofprocessesofcomplexelectroheattreatmentofaluminumcoreofpowercable AT zolotarʹovvv mathematicalmodelingandregulationofprocessesofcomplexelectroheattreatmentofaluminumcoreofpowercable AT bílânínrv mathematicalmodelingandregulationofprocessesofcomplexelectroheattreatmentofaluminumcoreofpowercable AT kulikma mathematicalmodelingandregulationofprocessesofcomplexelectroheattreatmentofaluminumcoreofpowercable AT podolʹcevod matematičnemodelûvannâtaregulûvannâprocesívkompleksnoíelektrotermoobrobkialûmíníêvoížilisilovogokabelû AT ŝerbaaa matematičnemodelûvannâtaregulûvannâprocesívkompleksnoíelektrotermoobrobkialûmíníêvoížilisilovogokabelû AT zolotarʹovvv matematičnemodelûvannâtaregulûvannâprocesívkompleksnoíelektrotermoobrobkialûmíníêvoížilisilovogokabelû AT bílânínrv matematičnemodelûvannâtaregulûvannâprocesívkompleksnoíelektrotermoobrobkialûmíníêvoížilisilovogokabelû AT kulikma matematičnemodelûvannâtaregulûvannâprocesívkompleksnoíelektrotermoobrobkialûmíníêvoížilisilovogokabelû |
| first_indexed |
2025-09-24T17:31:24Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:31:24Z |
| _version_ |
1850410173912317952 |
| spelling |
oai:ojs2.prc.new-point.com.ua:article-712022-09-07T08:30:46Z MATHEMATICAL MODELING AND REGULATION OF PROCESSES OF COMPLEX ELECTRO-HEAT TREATMENT OF ALUMINUM CORE OF POWER CABLE МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ КОМПЛЕКСНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМООБРОБКИ АЛЮМІНІЄВОЇ ЖИЛИ СИЛОВОГО КАБЕЛЮ Подольцев, О.Д. Щерба, А.А. Золотарьов, В.В. Білянін, Р.В. Кулик, М.А. електротермообробка електропіч силовий кабель алюмінієва струмопровідна жила затрати електроенергії температурне поле неоднорідність electrothermal treatment electric furnace power cable aluminum conductor electricity consumption temperature field nonuniformity In the work using the finite element method, a three-dimensional computer model of the processes of electrothermal treatment of an aluminum core of a power cable in an electric furnace and a thermostat was developed, and the patterns of changes in the temperature field in such a core were determined under different modes of implementation of the so-called "annealing" processes, that is, the restoration of the necessary electrical properties in it , in particular, an increase in specific electrical conductivity and plasticity. Calculations based on the developed mathematical model and the obtained regularities are consistent with the results of practical measurements of electrical conductivity and plasticity of experimental samples of aluminum cores of cables manufactured by YUZHCABLE WORKS, PJSC, Kharkiv. However, the analysis of the patterns of changes in the temperature field in the volume of aluminum cores of cables during their continuous electric heating to the required temperatures of both the outer and inner layers of the core wound on a spool showed that the difference in their temperatures can exceed 50 0С. Such nonuniformity of the temperature field of the core and long-term overheating of its outer layers leads to unacceptable losses of electricity and reduces the positive result of the processes of such heat treatment of the core, in particular, regarding the increase of its electrical conductivity. It is substantiated that in order to reduce the loss of electricity and the nonuniformity of the temperature field in the aluminum core, it is necessary to reduce the duration of electric heating of the aluminum core to the temperature of its upper layers, necessary for annealing, and then move the drum with such a core to a thermostat without electronic heating elements. In such a thermostat, the temperature of the outer layers will decrease, and the temperature of the inner layers will continue to increase. The work shows that after some time (≈ 60 min), the temperature distribution in the core will become almost uniform, and the total losses of electricity and the nonuniformity of the temperature field in the volume of the core will become smaller. Based on the results of the calculations, recommendations were developed for the selection of appropriate modes of heat treatment of aluminum cores wound on a spool, with acceptable energy consumption and overheating of the upper layers of the core. References 8, figures 4 У роботі з використанням методу скінчених елементів розроблено тривимірну комп’ютерну модель процесів електротермообробки алюмінієвої жили силового кабелю в електропечі та термостаті і визначено закономірності змінення температурного поля в такій жилі при різних режимах реалізації процесів так званого "відпалювання", тобто відновлення в ній необхідних електротехнічних властивостей, зокрема підвищення питомої електропровідності та пластичності. Розрахунки на розробленій математичній моделі та отримані закономірності узгоджуються з результатами практичного вимірювання електропровідності та пластичності експериментальних зразків алюмінієвих жил кабелів, які виготовляє ПАТ "ЗАВОД ПІВДЕНКАБЕЛЬ" м. Харків. Проте аналіз закономірностей змінення температурного поля в об'ємі алюмінієвих жил кабелів при їх безперервному електронагріванні до необхідних температур як зовнішніх, так і внутрішніх шарів жили, намотаної на барабан, показав, що різниця їх температур може перевищувати 50 0С. Така неоднорідність температурного поля жили та тривале перегрівання її зовнішніх шарів призводить до недопустимих втрат електроенергії і зменшує позитивний результат процесів такої термообробки жили, зокрема відносно підвищення її електропровідності. Для зменшення втрат електроенергії та неоднорідності температурного поля в алюмінієвій жилі, у роботі обґрунтовано необхідність скоротити тривалість електронагріву алюмінієвої жили після досягнення температури її верхніх шарів значення, необхідного для відпалювання, і перемістити барабан з такою жилою в термостат без електронагрівальних елементів. В такому термостаті температура зовнішніх шарів буде зменшуватись, а – внутрішніх шарів продовжувати збільшуватись. У роботі показано, що через деякий час (≈ 60 хв.) розподіл температури в жилі стане практично однорідним, а загальні втрати електроенергії та неоднорідність температурного поля в об’ємі жили стануть меншими. За результатами проведених розрахунків розроблено рекомендації щодо вибору доцільних режимів термообробки алюмінієвих жил, намотаних на барабан, при допустимих енергозатратах і перегрівах верхніх шарів жили. Бібл. 8, рис. 4. Інститут електродинаміки Національної академії наук України 2022-08-22 Article Article application/pdf https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/71 10.15407/publishing2022.62.005 Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine; No. 62 (2022): Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine ; 005 Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України; № 62 (2022): Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України; 005 2786-7064 1727-9895 10.15407/publishing2022.62 uk https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/71/53 Авторське право (c) 2022 О.Д. Подольцев, А.А. Щерба, В.В. Золотарьов, Р.В. Білянін, М.А. Кулик https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |