Развитие теории и совершенствование технологии производства графитированной электродной продукции на основе математических моделей массо- и теплопереноса (26.10.2009)

Автор: Мешков Евгений Иванович

введены для написания алгоритмов.

Анализ алгоритмов табл. 2 позволил синтезировать один более универсальный машинно-ориентированный алгоритм, который выполняет ту же функцию, что эти 25 алгоритмов и выражается формулой

равно -2 для газа, -1 для материала, 0 для кладки и 1 для торца 2.

На третьем этапе разработаны алгоритмы расчёта значений обобщенных угловых коэффициентов. При наличии не лучепрозрачной газовой среды необходимо учитывать её отражательную способность R

где k – коэффициент поглощения газом; s – эффективная длина пути газовой зоны.

. Для этих коэффициентов, например с зоны 5 на поверхностные зоны 1 и 2 можно написать:

где k1, k2 – коэффициенты поглощения излучения газовыми зонами первого и второго участка; s1, s2 – эффективная длина пути газового объёма этих зон.

и последняя зависимость примет вид:

выражается формулой

где а – количество объёмных зон, через которые проходит излучение.

, которую назовём общим коэффициентом поглощения излучения.

Рис. 5. Обобщенные угловые коэффициенты излучения зон

первого участка.

где ?k – слагаемое, учитывающее особенности взаимного расположения зон излучателя и приёмника тепла. Данные для расчёта слагаемых ?k приведены в таблице 4.

Разработанные алгоритмы расчёта угловых коэффициентов излучения использованы для составления компьютерных программ и позволяют выполнять автоматизированный расчёт радиационного теплообмена во вращающейся

Т а б л и ц а 3

Представительная часть матрицы* общих коэффициентов поглощения при n=4

В таблице не приведены зависимости для общих коэффициентов поглощения при излучении со всех зон на зоны кладки, так как они аналогичны зависимостям при излучении со всех зон на слой.

печи при варьировании исходных технологических параметров процесса, количества смежных участков, между которыми учитывается теплообмен излучением, и конструктивных параметров печи.

Т а б л и ц а 4

Значения слагаемых ?k в зависимости от номеров излучателя и приёмника

варианта Варианты значений номеров зон Значение

?????t?`

?????????

?????????

???????

?????????

?????????

i k j1+ k j2

В четвёртой главе описана технология прокаливания углеродистых материалов в новом, разработанном в диссертации, аппаратном комплексе «Подогреватель – вращающаяся печь». Новый способ и установка для прокаливания защищены патентами РФ на изобретения № 2250918 и № 2312124.

Из всех известных технологических агрегатов для прокаливания углеродистого сырья (электрические, ретортные, камерные, печи кипящего слоя и др.) чаще всего используются барабанные вращающиеся печи, которые характеризуются относительно низкой стоимостью, простотой обслуживания и имеют наибольшую удельную производительность. Однако прокаливание в этих печах имеет и недостатки. К ним следует отнести значительные удельные потери кокса в рабочем пространстве печи, связанные с угаром его углеродной части и пылеуносом, высокий удельный расход топлива и нестабильность технологического процесса, приводящая к частым отклонениям режимов.

В противоточной печи при содержании летучих веществ в сыром коксе выше 5 %, они из-за недостатка кислорода не сгорают в печном пространстве печи, а выносятся в газоход. При этом неиспользуемые для прокаливания физическая теплота продуктов горения, покидающих рабочее пространство печи, и теплота горючих компонентов в них, превышает 40 % от общего количества тепла. Поэтому актуальными являются исследования, направленные на устранения этих недостатков.

С целью повышения производительности и снижения удельного расхода топлива нами предложен новый усовершенствованный способ прокаливания углеродистых материалов в комбинированном аппаратно-технологическом комплексе «Подогреватель – вращающаяся печь», новизна которого подтверждена патентом РФ № 2250918.

Сущность разработанного нами нового способа прокаливания углеродсодержащих материалов (рис. 6) заключается в том, что процесс разделяется на три стадии:

- термообработка во вращающейся печи, работающей в режиме противотока,

предварительно подогретого в барабанном подогревателе углеродистого материала;

- дожигание в газоходе горючих компонентов, содержащихся в отходящем из вращающейся печи газе, с целью утилизации их тепла и термического обезвреживания поступающего в атмосферу газа;

- нагрев в барабанном вращающемся подогревателе высокотемпературным газом, полученным после дожигания горючих компонентов, сырого исходного материала, который в нагретом состоянии из подогревателя загружается во вращающуюся печь.

Рис. 6. Схема аппаратно-технологического комплекса

«Подогреватель – вращающаяся печь».


загрузка...