Теплопроводность. УММ_МеТпл. Учебнометодические материалы по дисциплине
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
Идентификаторы исходных данных к программе ZBOCALK
Модель затвердевания и охлаждения слябовых слитков при непрерывной разливке предназначена для исследования поля температуры по сечению и высоте слитка, динамики затвердевания и глубины жидкой фазы для заданных режимов охлаждения на действующих МНЛЗ (прямая задача); прогнозирования (рациональных) расходов воды, глубины жидкой фазы, поля температуры и динамики затвердевания по заданному температурного закону охлаждения поверхности слитка для проектируемых МНЛЗ (обратная задача). При решении прямой задачи значения существующих расходов воды на секции преобразуются с помощью известных эмпирических зависимостей коэффициента теплоотдачи для ввода в качестве исходных данных. При изучении процесса охлаждения слитка в первую очередь проверяют соответствие кривой температуры поверхности слитка требованиям рациональности. Основные требования к рациональному температурному режиму охлаждения следующие: температура поверхности на участке ЗВО плавно снижается до уровня 900-1000  ,на кривой охлаждения отсутствуют участки резких переохлаждений и разогревов, температура по периметру сечения слитка в ЗВО равномерна, при выходе слитка из ЗВО разрешается разогрев поверхности не более, чем на 50 град, в зоне разгиба температура поверхности слитка выше 900 .Расходы воды в секциях ЗВО, создающие такой температурный режим, называются также рациональными. При решении обратной задачи модель позволяет определить рациональные коэффициенты теплоотдачи и расходы воды по секциям ЗВО, задаваясь рациональным температурным режимом в качестве исходных данных. При расчете расходов воды используется формула (7) в виде:  в данном алгоритме обратная задача решается путем решения серии прямых задач для каждой секции охлаждения и контроля температурного режима охлаждения слитка на протяжении секции. Для этого в начале моделирования охлаждения слитка в конкретной секции назначается коэффициент теплоотдачи и после моделирования значений температуры поверхности слитка в конце секции сравнивается с назначенным уровнем температуры слитка в ЗВО. Если  то возвращаются к началу моделирования и увеличивают (уменьшают) коэффициент теплоотдачи при  В случае  подбор коэффициента теплоотдачи в данной секции заканчивают и переходят к подбору коэффициента теплоотдачи в следующей секции. При этом в качестве начального значения коэффициента теплоотдачи в следующей секции можно взять значение его в предыдущей секции.Порядок пользования программой ZBOCALK После включения компьютера входим в dos, директорий blackbox, КРАS и ZBOCALK.pas появится текст программы. F10, в верхнем меню масса (курсор) на edit, enter и производится редакция исходных данных в начале программы. После F10, маска в верхнем меню на run, enter происходит запуск программы. Запрос длины секции, набор значения, enter; запрос интервала длины секции для выдачи результатов на экран, ввод значения, enter; запрос коэффициента теплоотдачи, ввод значения, enter. Если началось охлаждение слитка в новой секции, то на экране появится значения удельного и общего расходов воды в секции, соответствующих заданному коэффициенту теплоотдачи. После выдачи основных результатов моделирования через заданных интервал длины секции последует запрос: продолжить расчет охлаждения в секции - 1 или закончить работу - 0. Если расчет охлаждения слитка в секции закончится, то произойдет выдача результатов расчета в конце секции и последует запрос: изменить коэффициент теплоотдачи в секции - 2, перейти к следующей секции - 1, закончить работу - 0. Выход из программы в каталог КРАS: alt-x. Подготовка исходных данных Изложенная модель используется модель (прил. П.1) в режиме подбора коэффициентов теплоотдачи в каждой секции, обеспечивающих рациональный температурный режим (заданный преподавателем уровень температуры поверхности слитка в ЗВО) с погрешностью Тп - ТЗВО < 5 град. После получения варианта задания из списка табл. 1 в виде размеров прямоугольного сечения сляба, скорости вытягивания, длины кристаллизатора и секций охлаждения студент заполняет таблицу исходных данных согласно списку идентификаторов (табл. 1). Таблица 1 Варианты заданий на моделирование с целью определения расходов воды на ЗВО МНЛЗ
В табл. 2 приведен пример заполнения такой таблицы и остальные исходные данные по начальной температуре стали на мениске металла в кристаллизаторе, температурам солидус и ликвидус стали, температуре охлаждающей среды, количеству узлов в расчетной области, теплофизическим свойствам среднеуглеродистой стали и коэффициентам эмпирической зависимости удельного расхода воды от коэффициента теплоотдачи. При заполнении таблицы обратить внимание на размерности физических величин. Рабочая длина кристаллизатора принимается равной 1 м, длина каждой секции ЗВО - 2 м. Необходимо также определить критическое значение величины коэффициента теплоотдачи, ниже которого поверхность слитка не нуждается в принудительном охлаждении для поддержания заданного в ЗВО температурного режима. Обычно принимают  где  рассчитывается по формуле (1.8) прил. П.1, а эмпирический коэффициент  . При указанном значении  разогрев поверхности слитка после выхода из ЗВО не превышает 50 град. Перед запуском компьютерной модели необходимо подготовить таблицы для записи коэффициента теплоотдачи в кристаллизаторе, результатов подбора коэффициентов теплоотдачи и расчетов расхода воды по секциям ЗВО (пример в табл. 3), результатов определения поля температуры и толщины корки для различных моментов времени при подобранных значениях коэффициента теплоотдачи и длине ЗВО (пример в табл. 4 и 5)Таблица 2 Пример исходных данных к моделированию
Таблица 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, где g - удельный расход воды, 
- коэффициент теплоотдачи, 
.
ширина, мм)