Математическое моделирование нагрева металла в методической печи с шагающими балками

Abstract

Описана двумерная математическая модель нагрева металла в методической печи с шагающими балками. Математическое описание нагрева металла включает двумерное дифференциальное уравнение теплопроводности, которое дополняется начальными и граничными условиями. Более того, при математическом описании модели были учтены зависимости теплофизических параметров нагреваемого металла от его температуры. Смоделирован процесс нагрева пластины по заданному режиму с переменной во времени нагрузкой в пакете Ansys. Определено распределение температур по сечению заготовки на выходе из печи. Полученные результаты виртуального опыта были сопоставлены с данными промышленного эксперимента, проведенного на реальном объекте металлургического предприятия. Сравнение вычислений адаптированной математической модели с данными промышленного эксперимента показали совпадение 97 %. Сформулированы перспективы применения математической модели для АСУ тепловой работы печи.

Describes a two-dimensional mathematical model of metal heating in the reheating furnace with walking beam. Mathematical description of the heating of the metal includes a two-dimensional differential heat conduction equation that is supplemented with initial and boundary conditions. Moreover, the mathematical description of the model took into account the dependence of thermophysical parameters of the heated metal from temperature. Simulated the heating process plate for a given mode with time-variable loading in Ansys. Determined the temperature distribution over the cross section of the workpiece at the outlet of the furnace. The obtained results of the virtual experience was compared with the data of industrial experiment, conducted on the real object of the metallurgical plant. Comparison of the computation of the adapted mathematical model with the data of industrial experiment showed the coincidence of 97 %. Formulated perspectives of the application of a mathematical model for automatic control system of thermal operation of the furnace.