-
Головна
-
Публікації
- Статті
Статті
Разработаны математические описания теплоэлектрических и механических состояний печи Ачесона постоянного тока, которые используют критерий текучести сыпучих материалов, полученный на основе модели Дракера-Прагера, что позволяет использовать их для исследования и оптимизации промышленного процесса графитации.
Сформулированы основные требования к конструкции электрокальцинатора, предназначенного для получения графитированного наполнителя электродных изделий. На основании результатов патентного поиска проведен анализ технических решений, предлагаемых в конструкциях электрокальцинаторов. Отмечены достоинства и недостатки рассмотренных конструкций.
Розроблено фізичну та математичну моделі процесу графітування нафтового коксу в шахтній однофазній електропечі безперервної дії. Відмічені моделі дозволяють проводити теоретичні дослідження фізичних полів при прямому графітуванні нафтового коксу за рахунок протікання через нього змінного електричного струму та відпрацьовувати технологічний регламент одержання кінцевого продукту без витрат матеріальних та енергетичних ресурсів.
Методом числового моделювання складного теплообміну досліджено вплив коефіцієнтів поглинання кристалу і розплаву на процес вирощування великогабаритних кристалів галогенидів лужних металів. Розроблена модель враховує радіаційно-кондуктивний теплообмін в кристалі і розплаві у «сірому» наближенні з дифузним відбиванням від границь. У розплаві і газовому середовищі враховується конвективний теплообмін. Показано, що зміна умов радіаційно-кондуктивного теплообміну має значний вплив на основні технологічні параметри процесу вирощування. Розроблена модель дає можливість пояснити покращення стабільності теплових умов росту великогабаритних кристалів за умови збільшення коефіцієнта поглинання у ІЧ області спектру випромінювання.
На базі методу скінчених елементів розроблена ефективна числова методика для розв’язання сильно нелінійних стаціонарних задач теплопровідності, які мають місце при моделюванні теплообміну в алюмінієвих електролізерах з використанням ефективних значень коефіцієнтів теплопровідності у розплавах. Шляхом числового моделювання проведена оцінка похибки визначення форми робочого простору електролізера. Представлені результати розрахунків полів електричного потенціалу і температури алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами та дані теоретичного енергобалансу при температурі довкілля.
Запропоновано методику розрахунку енергобалансу алюмінієвого електролізеру, яка включає в себе елементи класичної методики спільно з числовим моделюванням фізичних полів. Представлено результати розрахунків енергобалансу на температуру процесу та довкілля алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами.
Розроблено двовимірну осесиметричну модель для чисельного моделювання процесів вирощування напівпрозорих кристалів з розплаву. У кристалі розглядається радіаційно-кондуктивний теплообмін, у розплаві - радіаційно-конвективний. Для чисельного розв’язку моделі використовується метод скінчених об’ємів і метод дискретних ординат. Модель дозволяє динамічне переміщення границі кристал-розплав відповідно до розподілу температурних полів у системі.
Розглянуто результати дослідження можливостей управління вирощуванням кристалів безтигельним методом ОТФ. Числові дослідження виконано на базі спеціально розробленій моделі глобального теплообміну. Розглянуто методи управління, що базуються на зміні радіаційних потоків. Встановлено, що за умови зміни ступеня відкритості діафрагми у діатермічній області під кристалом і зазору у бічній теплоізоляції напроти розплаву, суттєво змінюються температурні поля і теплові потоки на фронті кристалізації за рахунок зміни радіаційних потоків в оточуюче середовище. Проведено аналіз впливу розташування діафрагми по висоті і теплофізичних характеристик діафрагми діафрагми і оточуючих конструкцій на положення і форму фронту.
Розглядається вплив радіаційного теплообміну у системі кристал-розплав для різних з точки зору оптичних властивостей класів матеріалів і методів вирощування кристалів: за умови сталої товщини системи розплав-кристал і для сталої товщини розплаву. Загальний підхід побудовано на використанні модифікованої числової одновимірної моделі кристалізації під час радіаційно-кондуктивного теплообміну. Радіаційний тепло перенос у системі кристал-розплав забезпечує умови для більш швидкого переміщення фронту, при цьому найбільш сприятливі умови з великими градієнтами температури створюються у системах прозорий кристал – непрозорий розплав. Під час одночасної «прозорості» кристалу і розплаву градієнти температури у розплаві можуть зменшуватися і призводити до втрати стійкості процесу спрямованої кристалізації.
На базі методу граничних елементів запропонована методика чисельного розв’язання тривимірних стаціонарних задач радіаційного і кондуктивного теплообміну при наявності внутрішніх джерел теплоти. Розроблено універсальне програмне забезпечення для розв’язання тривимірних задач складного теплообміну в неоднорідних тілах при різних комбінаціях граничних умов. Проведено тестування програмного забезпечення і виконані розрахунки температурних полів для умов складного теплообміну в тунельній печі і ростовому вузлі кристалізатора.
