تحليل التوازن الحراري للأفران الملدنة والمجلفنة في خطوط مجلفنة مستمرة
۱. تركيبات أفران التلدين والجلفنة
تعتبر مرافق أفران التلدين والجلفنة المستمرة بالكهرباء والوقود التي تعمل بالوقود كثيفة الاستخدام للطاقة ، حيث تمثل حصة كبيرة من إجمالي استهلاكها للطاقة. تستخدم الأفران على نطاق واسع في عملية الجلفنة. يمكن أن تلعب الخبرة في عملية الإنتاج جنبًا إلى جنب مع طرق توفير الطاقة دورًا مهمًا في الاستخدام الصحيح للطاقة في المنشآت المجلفنة. لذلك ، فإن معيار استهلاك الطاقة المجلفنة وفهم استهلاك الطاقة المحدد بواسطة عناصر مختلفة مهم للغاية. تم تطوير E-GEPDSS (نظام دعم القرار المتقدم لملف تعريف الطاقة المجلفن) لتحديد استهلاك الطاقة المحدد هذا باستخدام تحليل توازن الحرارة. لا يعيق استخدام E-GEPDSS عملية الإنتاج ويمكن للمستخدم تشغيل النموذج لمجموعة من ظروف الأداء المختلفة وعرض النتائج. تساعد نتائج التحليل المستخدم على اتخاذ قرارات بشأن زيادة الطاقة.
يتضمن هذا البحث تحليل العمليات المجلفنة مع التركيز على أفران استهلاك الطاقة. تم إنشاء التوازن الحراري للفرن وتطبيقه باستخدام البيانات التي تم جمعها من شركة مضيفة أثناء زيارة المصنع. تم إجراء تحليل الحساسية للتحقق من تأثير الاتجاه المتغير ومعلمات المنتج على إجمالي فقد الحرارة للنظام.
من تحليل الطاقة الذي تم إجراؤه لمعدات الفرن في المنشأة المضيفة ، وجد أن الحرارة المفيدة التي يمتصها المنتج هي فقط 50٪ من الحرارة التي يوفرها الفرن ويتم فقدان بقية الحرارة كخسائر. فقدان الحرارة من الأسطح والجدران ومبردات المياه والتلال كبيرة. لا يبدو أن فقدان الحرارة بسبب الفتح وتغير الطور كبير. تؤثر النفاذية وأبعاد الفرن ودرجة حرارة المنطقة والتوصيل الحراري لمواد العزل ودرجة حرارة الأسلاك عند مدخل وخروج كل منطقة تأثيرًا كبيرًا على فقد الحرارة الكلي. في المستقبل ، سيتم استخدام هذا النموذج على نطاق واسع للخطوط المجلفنة لمساعدة عملية الجلفنة على فهم أفضل لاستهلاك الطاقة عند إنتاج منتجاتها.
تمثل صناعة الصلب حوالي 3٪ من إجمالي الطاقة الأمريكية. تعد صناعة الصلب من أكبر مستهلكي الطاقة في قطاع التصنيع. الصلب معدن شديد الصلابة ومتين ولإنتاجه لأنه يستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة يجب تسخينه إلى درجة حرارة عالية.
يوجد حاليًا حوالي 40 خطًا مجلفنًا تعمل في الولايات المتحدة. إنهم ينتجون الفولاذ المجلفن عن طريق تمرير سلك (لوح) عبر فرن يعمل عند درجة حرارة عالية جدًا ثم يسحبونه على أسطوانة مغموسة في السطح المصهور أو سبائك الزنك أو سبائك الألومنيوم.
تعمل هذه الصفيحة كعنصر مضاد للتآكل ، وبالتالي يزيد من عمر خدمة الفولاذ. الجلفنة موجودة تقريبًا في كل التطبيقات الصناعية الرئيسية المستخدمة في الحديد أو الفولاذ. على مدار تاريخ المنشآت والعمليات الكيميائية والورق وصناعة السيارات والنقل ، تم استخدام الجلفنة على نطاق واسع للتحكم في التآكل.
يلخص الجدول 1.1 صافي الشحنات من مختلف منتجات الصلب لعامي 2000 و 2001. يمكن ملاحظة أن الصلب المجلفن بالغمس الساخن المنتج في عامي 2000 و 2001 يمثل 14.872.000 و 14.293.000 طن على التوالي. هذا يضع إنتاج الصلب المجلفن في المرتبة الثانية بعد صناعة الصلب ، وبالتالي يفسر الطلب المرتفع على منتجات الصلب المجلفن في السوق الأمريكية.
من عام 1975 إلى عام 2000 ، كانت السعة الإجمالية للصفائح الفولاذية المطلية تتزايد باطراد ، وفقًا للبيانات التي جمعتها المنظمة الدولية لأبحاث الرصاص والزنك. يوضح الشكل 1.1 إجمالي الصفيحة المطلية بالمليون طن. الصفيحة المطلية هي مزيج فريد من الخصائص التي لا تتوافق مع أي مادة أخرى. تشمل بعض خصائصه القوة العالية والليونة والوزن الخفيف ، بالإضافة إلى مقاومة التآكل والجماليات وقابلية إعادة التدوير والتكلفة المنخفضة من الخصائص الأخرى.
المبدأ الأساسي للتسخين التعريفي بسيط للغاية. يمر التيار المتردد عبر ملف كهربائي. يتم إنشاء مجال مغناطيسي يختلف باختلاف مقدار التيار. يتركز هذا المجال داخل الملف. يمر الفولاذ عبر الملف ، ويتم تحفيز التيارات الدوامة داخل الفولاذ وتتدفق في الاتجاه المعاكس للتيار في الملف. سبب التسخين هو المقاومة الكهربائية للتيارات الدوامة التي يسببها الفولاذ.
في أي نوع من قطاعات التدفئة ، يعد الوقت الذي يستغرقه وصول الفولاذ إلى درجة حرارة معينة أمرًا مهمًا للغاية. العوامل التي تؤثر على هذه المعايير هي:
قدرة انتشار الصلب (الشريط): يعكس سطح الشريط الأملس شديد الانعكاس حرارة أكثر مما يمتص ، لذلك يسخن أكثر من الشريط ذي الانعكاس المنخفض. تتلاءم ميزات الشريط هذه بشكل عام مع خشونة السطح. ناتج شريط خشن يحتوي على انعكاس أقل.
Cooling section
يدخل الشريط (الصلب) إلى قسم التبريد حيث يفقد الحرارة. يتم التبريد إما عن طريق الإشعاع أو نقل الحرارة من خلال الحمل الحراري. التبريد بالإشعاع الضوئي هو الطريقة المستخدمة لرفع درجة حرارة الشريط. يمر الشريط عبر صفوف من أنابيب التبريد التي يتم من خلالها سحب الهواء باستمرار في درجة حرارة الغرفة. يشع هذا الشريط حرارته إلى هذه الأنابيب. تؤدي هذه الطريقة إلى معدل تبريد بطيء نسبيًا. في التبريد بالحمل الحراري ، يتم نفخ غاز الفرن البارد على سطح الشريط الساخن. يتم سحب الغاز الجوي للفرن من خلال مبادل حراري يتم فيه تبريد الغاز بشكل كبير. ثم يتم إعادة هذا الغاز البارد إلى الفرن ليتم نفخه مباشرة على الشريط. يمكن تحقيق التبريد السريع باستخدام هذه الطريقة.
سبب البحث
عملية الجلفنة المستمرة هي عملية نشطة في صناعة الصلب. يوضح الشكل 1.6 أدناه الأشكال المختلفة للطاقة المستخدمة في صناعة الصلب وقيمتها بالدولار. من الواضح أن قيمة الدولار للكهرباء والغاز الطبيعي تبلغ حوالي نصف التكلفة الإجمالية. معظم الغاز الطبيعي والكهرباء هما مصدران للطاقة المستخدمة في أفران الجلفنة. ومن ثم سيتم التحليل حسب الكهرباء والغاز الطبيعي.
- تناولت هذه الدراسة أداء الأفران وأقسام التبريد من منطقة إلى أخرى من خلال تغيير اتجاهات العملية ومعايير المنتج. كما تم استخدام الأعمال التجريبية والرقمية السابقة باستخدام الطاقة المستخدمة في الخطوط المجلفنة (GEPDSS). نظرًا لأن استهلاك الطاقة لتغيير معلمات المنتج والعملية لم يتم اختباره بالكامل تجريبيًا أو حسابيًا ، يتم استخدام طريقة نقل الحرارة العامة لتقييم حساسية الخطوط المجلفنة لتغيير معلمات المنتج والعملية.
نظام دعم قرار ملف تعريف الطاقة المجلفن
GEPDSS هو نظام لدعم القرار قادر على فحص تأثير الأجهزة مثل وعاء كبير و / أو معدات معالجة محسنة على الخطوط المجلفنة المستمرة. تجري تحليلاً اقتصاديًا لتدابير كفاءة الطاقة الناتجة عن تحسين أجهزة الوعاء الكبير أو أي معدات معالجة أخرى في خط مجلفن مستمر. يمكنه أيضًا التحقق من توفير الطاقة في خط مجلفن مستمر.
تسمح طريقة نظام الدعم هذه بمحاكاة ثابتة لإنتاج الطاقة ورفضها واستهلاكها. يسمح للمستخدم بإجراء تحليل الحساسية وتقييم الفوائد الاقتصادية لاستخدام مواد الأجهزة الجديدة ، وفي حالة استخدام أي طريقة لتوفير الطاقة وتحسين كفاءة أجهزته ، يتم تحليل تأثير توفير الطاقة. يوفر GEPDSS الطاقة لثلاث عمليات إنتاج واستهلاك مختلفة كحد أقصى. باختصار ، يمكن لـ GEPDSS محاكاة سيناريو لتحديد مقدار الطاقة ومزايا التكلفة التي يمكن أن تنتج عن أي تدابير لتوفير الطاقة.
نظام صنع القرار المتقدم للملف المجلفن (E-GEPDSS)
يوفر GEPDSS نظامًا متقدمًا لحساب توازن الحرارة. يتيح هذا النظام للمستخدمين فهم “ما يحدث” في التحليل للعثور على تأثير معلمات العملية والعملية المختلفة على استهلاك الطاقة على طول الخط المجلفن. يركز النظام المتقدم (أو E-GEPDSS) بشكل أساسي على التوازن الحراري للفرن المجلفن ، الوعاء المجوف الكبير ، لأن هذه العوامل الثلاثة هي العوامل الرئيسية في الجلفنة. يوفر استخدام GEPDSS و E-GEPDSS للمستخدم الصناعي أدوات مرنة لتحديد وفورات تكلفة الطاقة الناتجة عن إنتاج درجات مختلفة من المنتج.
هدف وأهداف الدراسة الحالية
الهدف من E-GEPDSS هو اكتشاف إمكانات توفير الطاقة للخطوط المجلفنة باستخدام تحليل توازن الحرارة. يتم جمع كميات كبيرة من البيانات في الصناعات لإنتاج قاعدة بيانات. يجب تحويل هذه البيانات الأولية إلى معلومات ذات معنى وتقديمها بتنسيق مناسب لتوليد المعرفة حول النظام. تساعد هذه المعلومات والمعرفة الشركات على تحليل نظامها وكذلك إجراء تحليل الحساسية للنظام. الغرض من هذا البحث هو تحويل هذه البيانات الأولية إلى معرفة. الغرض من هذه الدراسة هو تصميم وتطوير نموذج قائم على الكمبيوتر للخط المجلفن في صناعة الصلب بمساعدة البيانات المجمعة والتحقق من صحة النموذج وتقييم فائدة النموذج في تقرير زيادة أداء الخط المجلفن.
الأهداف المحددة لهذا البحث هي كما يلي:
- ينشئ نموذجًا تفاعليًا لتقدير الطاقة المستهلكة لتغيير معلمات المنتج والعملية.
- يتيح تحليل الحساسية باستخدام النموذج لتحديد المعلمات الرئيسية الحساسة للطاقة.
- يقيّم النموذج باستخدام البيانات التي تم جمعها أثناء زيارة التصميم
استنتاج
تعاني صناعة الجلفنة حاليًا من خسائر كبيرة في الطاقة بسبب عدم الكفاءة في عملية الإنتاج. تمت مناقشة تأثير وجود نموذج موازنة حراري يستخدم للتمييز بين فقد الحرارة والحرارة المفيدة في القسم 1.3. من المتوقع أن يقوم النموذج المقترح بتحليل وتقديم وفورات الطاقة الناتجة عن أي تعديل على العملية الحالية.
۲. تدابير الاستهلاك وتوفير الطاقة في صناعة الصلب
اتخذت صناعة الصلب في الولايات المتحدة العديد من الخطوات لتقليل استهلاكها للطاقة على مدى العقود الماضية. دراسة عن استخدام الطاقة: يشرح المنظور التاريخي والفرص المستقبلية في صناعة الصلب الانخفاض التاريخي في استهلاك الطاقة وكيفية تقديم التوجيه للمستقبل. تم إجراء مقارنة بين متوسط استهلاك الطاقة الحالي والحالات الجيدة. اقترحت هذه التقنية تقنيات جديدة لعمليات مختلفة في صناعة الصلب لزيادة تقليل استهلاك الطاقة لكل طن. كما يقترح كيفية تقليل متوسط استهلاك الطاقة من خلال المزيد من إعادة هيكلة الصناعات. بشكل عام ، توفر هذه الدراسة معلومات كاملة عن استهلاك الطاقة ، ومفهوم الممارسات الجيدة ، وكيفية توفير المزيد من خلال التقنيات الجديدة.
يعد إنتاج الصلب أمرًا بالغ الأهمية ليس فقط في الولايات المتحدة ولكن في جميع أنحاء العالم. انخفضت إنتاجية الصلب في الهند بشكل حاد بسبب سياسات حماية أسعار وتوزيع الحديد والصلب وأوجه القصور في القطاع العام جنبًا إلى جنب مع مصانع الصلب ، وهو اتجاه سيستمر في المستقبل حيث يكون استخدام الطاقة مثيرًا للقلق. هو. تشرح دراسة عن صناعة الحديد والصلب الهندية أجراها كاتيا شوماخر وجافانات ساتا فرص الإنتاجية وكفاءة الطاقة وانبعاثات الكربون في صناعة الحديد والصلب. قاموا بفحص التغييرات الحالية في الهيكل وكفاءة الطاقة في قطاع الصلب وخلصوا إلى أنه مع تحرير قطاع الحديد والصلب ، تتجه الصناعة بسرعة نحو أفضل التقنيات في العالم ، مما يؤدي إلى خفض انبعاثات الكربون ، وتحسين الكفاءة. والاستخدام الأمثل للطاقة في محطات الطاقة الحالية والمستقبلية. يعرض هذا التقرير إمكانات توفير الطاقة من خلال مقارنة استهلاك الطاقة المحدد في مصانع الحديد والصلب الهندية باستهلاك الطاقة في المشاريع التي تستخدم أفضل التقنيات في العالم. يركز التقرير أيضًا على مجالات تحسين كفاءة الطاقة ، بما في ذلك التحسينات في عوامل الإدخال ، وتحويل التكنولوجيا والتعديل التحديثي ، بالإضافة إلى استعادة الحرارة المهدرة وإعادة التدوير. كما يشرح كيف يعيق تنفيذ مبادرة كفاءة الطاقة ، والتي توجد من حيث الحواجز العامة والعملية في الماكرو والجزئي.
يتم أخيرًا حساب مستوى الاقتصاد وكمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وإمكانيات الحد من اعتماد تدابير كفاءة الطاقة.
الطاقة أمر حيوي ليس فقط لصناعة الصلب ولكن أيضًا لصناعة صب المعادن. تعد صناعة صب المعادن من أكثر قطاعات الإنتاج استهلاكًا حيث يتم استهلاك أكثر من نصف طاقتها في عملية الصهر. على الرغم من أن استهلاك الطاقة في عملية الصهر كان مصدر قلق كبير في عمليات الصب ، إلا أن الصناعة تواصل استخدام تقنيات الصهر منخفضة الطاقة. تم إعداد تقرير بواسطة BCS لاستكشاف الآثار التكنولوجية لصهر المعادن التي قد تقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة. تختتم هذه الدراسة غرضها من خلال تحليل تقنيات الصهر الحالية والناشئة ومناقشة العوائق التي تحول دون قضايا التوسع والبحوث اللازمة للنهوض بهذه التقنيات. إنه يوفر إمكانية تحسين كفاءة الصهر ، وتقليل حرارة نقل حرارة المعدن وتقليل الفاقد ، وتحسين الأداء. تتضمن بعض التوصيات تحسين عمليات الصهر والمعالجة الحرارية. على سبيل المثال ، قم بتغطية الفرن والحفاظ على المواد المقاومة للحرارة. وتركيب الألواح المشعة في الأفران الخرسانية. يقدم التقرير أيضًا معلومات عن الوضع الحالي للأفران المستخدمة وكيفية تنفيذ تخفيضات الطاقة باستخدام مركز تحسين الفرن الحالي. على الرغم من أن هذا التقرير يركز على تطبيقات صهر المعادن ، يمكن تطبيق تقنيات الصهر والتطورات التي تمت مناقشتها في هذا التقرير على جميع الأفران وعمليات المواد المنصهرة ، بما في ذلك الألمنيوم الأساسي والألمنيوم الثانوي والزجاج والحديد والصلب وغيرها من الصناعات. .
2.2 النماذج الرياضية والتخطيطية في الصناعات الفولاذية المتكاملة
تم تطوير خوارزمية بواسطة Yoshitani، N و Hasegawa، A (التحكم في نموذج درجة الحرارة لشريط (سلك) لفرن التسخين المستمر) للحالات التي يمكن فيها بالفعل الحصول على معرفة مسبقة بتغيير المعلمة. في هذا النموذج ، يتم أخذ نموذج رياضي بسيط من المبادئ الأولى. يتم تقدير معلمات النموذج بواسطة خوارزمية تسمى تقدير متغير العائد مع عامل تضخيم متغير المتجه (REVVF) حيث يكون نظام التحكم في درجة حرارة الشريط المزود تسلسليًا ، ويسمى المستوى الأعلى “التحكم الأمثل في المعاينة” ، والذي يتحكم في تنفيذ الإعداد المسبق. تعمل هذه المعاينة على تغيير نهج التقريب للإعدادات ، مثل التغييرات في حجم الشريط أو درجة الحرارة المرجعية ، وتحسين سرعة الخط ومسار درجة حرارة الشريط ، ويسمى المستوى الأدنى “التحكم في تتبع درجة الحرارة” ، والذي يستخدم التحكم في الحلقة المغلقة باستخدام ما ورد أعلاه. هو – هي.
المسار الذي تم استخدامه لأول مرة كهدف تحكم في هذا المستوى هو عنصر التحكم في ضبط عمود الضبط التلقائي. ثم تم إدخال التحكم العام في التنظيم الذاتي. تم تطبيق طرق التحكم هذه مع بعض التعديلات العملية ومع REVVF المذكور أعلاه. عملت وحدة التحكم بنجاح على العديد من التصميمات الحقيقية.
Ben Zhang, Zhigang Chen, Lyon Zhou, Jingcheng Wang, Jianmin Zhang, Hui Shao لقد عملوا على نموذج للتحكم في فرن التسخين.. يشتمل هذا النموذج على ثلاثة نماذج فرعية ، نموذج التحكم التلقائي في الاحتراق (ACC) ، ونموذج عملية الاحتراق الديناميكي ، ونموذج حلقة التحكم. يحسب نموذج ACC النقاط المحددة لدرجة حرارة الفرن بحيث يمكن تسخين الألواح الموجودة في الفرن إلى درجة حرارة التفريغ. لوصف النموذج الديناميكي تحت وضع الخط المتداول وتدفق الوقود الذي يوفره نموذج حلقة التحكم. يتحكم نموذج حلقة التحكم أو نموذج نظام التحكم الموزع (DCS) في تدفق الوقود لكل منطقة وفقًا لنقاط ضبط درجة حرارة الفرن ووضع الفرن. يمكن استخدام هذا النموذج لتطوير تقنيات جديدة لتوفير الطاقة أو تحقيق تحسين الجودة.
اقترح كل من G. Blakey و S.B M. Beck طريقة لإظهار معادلة بلا أبعاد لتحسين كفاءة الفرن. أظهروا في تحليلهم أن طريقة تورونون الموقد الحالية لتقليل استهلاك الطاقة تؤثر على الكفاءة الحرارية للفرن ، خاصة عند المستويات المنخفضة من استخدام سعة الفرن. تم إجراء هذا البحث بهدف استهلاك طاقة فرن الحمام المجلفن بالغاز الطبيعي. كان نهجهم هو استخدام استهلاك الطاقة الحرارية من حيث العرض والطلب لوصف الكفاءة الحرارية ، وكان النهج الأول. تستخدم المعادلات المطورة لمقارنة الأفران المختلفة وأنواع الوقود المختلفة. ومع ذلك ، فإن هذه المعادلات لا تأخذ في الاعتبار المعدات الأخرى على الخط المجلفن.
يركز فريق بحثي من جامعة وست فرجينيا والمنظمة الدولية للرصاص والزنك (ILZRO) على تطوير برنامج لدعم القرار يسمى نظام دعم قرار الطاقة المجلفنة (GEPDSS) الذي يدمج جميع المعدات الرئيسية المستهلكة للطاقة في نظام واحد. يعتبر الغمر المستمر دائمًا. يسمح خط DSS هذا للمستخدم بنمذجة خطه المجلفن في برنامج يعتمد على Excel. تتحكم DSS في إنتاج واستهلاك الطاقة الحاليين في ما يصل إلى ثلاث عمليات مختلفة. هذا يمكن أن يحاكي طريقة لتحديد الفوائد التي يمكن تحقيقها نتيجة للتدابير التدريجية في استهلاك الطاقة.
توفر أداة تقييم عملية التسخين التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (PHAST) من جمعية معدات التدفئة الصناعية بيانات عن الطاقة المفقودة نتيجة للأسطح غير الكافية أو غير المعزولة وتحسب الكفاءات بناءً على نسبة وقود الهواء ومستويات الحرارة لتسخين عملية المعدات ، على التوالي. معطى.
2.3 الخلاصة
تعرض هذه المراجعة تاريخ الأفكار التي تم تنفيذها في مجال توفير الطاقة في صناعة الصلب والتدابير المتخذة لتقليل تكاليف الطاقة وتحسين الموارد المفيدة في صناعة الصلب. يمكن ملاحظة أنه تم إجراء الكثير من الأبحاث في مجال توفير الطاقة في عملية إنتاج الفولاذ. ساعدت التكنولوجيا الجديدة واستخدام النماذج الرياضية للتحسين في أن تكون عملية إنتاج الحديد والصلب فعالة في استخدام الطاقة.
لا يوجد حاليًا أي مصدر متاح لحساب كمية الطاقة التي يستهلكها خط مجلفن مستمر عند التبديل بين درجات المنتج المختلفة ومعلمات العملية. يمكن استخدام النموذج الذي تم تطويره من خلال هذا البحث لتحليل الحساسية وقرارات تحسين العملية. لذلك ، فإن البحث في هذا المجال سيساعد بشكل كبير صناعة الصلب على تحليل كفاءة الطاقة وتحسينها.
۳. منهج البحث
3.1 أهداف المشروع
أهداف البحث لهذا المشروع مذكورة أدناه.
دراسة معلمات الخط المجلفن من خلال زيارة الخط.
التوازن الحراري لأفران التلدين والجلفنة.
تطوير البرمجيات (E-GEPDSS) لتمكين تحليل حساسية نموذج توازن الحرارة.
التحقق من صحة نموذج توازن الحرارة بالبيانات التي تم جمعها عند زيارة الخط.
3.2 دراسة عملية الجلفنة (فحص الفرن وجمع البيانات)
تم الحصول على دراسة تفصيلية لخط الجلفنة المستمر بالرجوع إلى مرافق الجلفنة بالرصاص. تم تسجيل ودراسة قائمة دقيقة لمكونات ومعلمات الفرن. ساعدت المناقشات مع موظفي المصنع في جمع معلومات دقيقة حول مكونات الفرن ومعلمات العملية. تم إنشاء نموذج أولي يتكون من خسائر مختلفة في الفرن باستخدام جميع البيانات التي تم جمعها من الضربات ، ومن خلال مراجعة مفاهيم نقل الحرارة.
ساعد تقديم هذا النموذج التمهيدي في اجتماع لجمعية Galvanizers في بالتيمور وسانت لويس ولويزفيل في صقل النموذج. تم النظر في التعليقات الواردة من الاجتماع وتم تعزيز نموذج التطوير بشكل أكبر. تم إجراء زيارات ميدانية إضافية لضمان دقة البيانات المستخدمة في التحليل التجريبي. ساهمت العديد من الدراسات التاريخية في التطوير الناجح للنموذج. نموذج Excel® مع معادلات توازن الحرارة التي طورت معادلة تحليل فقدان الحرارة والحساسية.
3.2.1 زيارات الخط وجمع البيانات
تلعب زيارة الخط دورًا مهمًا في هذا المشروع. يحتاج هذا النموذج إلى معلومات حقيقية حول الخطوط المجلفنة لتكون دقيقة ، وستساعد هذه الزيارات الخطية في تحسين هذا المشروع. كان المصنع الذي زاره هو مصنع Fairless Works في الولايات المتحدة ، Fairless Hills ، بنسلفانيا. تم إجراء رحلتين خطيتين لجمع بيانات كافية للنموذج. رحلة أولية لاكتساب المعرفة حول الخطوط المجلفنة وكذلك لجمع البيانات لنموذج النموذج الأولي. الزيارة الثانية كانت للتأكد من دقة البيانات المستخدمة لتحليل التجربة. خلال هذه الزيارات ، تم تنقيح البيانات التي تم جمعها بشكل أكبر وتم إجراء العديد من الملاحظات والقياسات في قسم الفرن. القياس على خط مجلفن مستحيل بدون الأدوات المناسبة ، لذلك تم نقل مجموعة من مجموعات الأدوات أيضًا إلى المصنع. بعض الأدوات اللازمة للقياسات هي: كاميرا حرارية (تساعد على مراقبة التغيرات في درجات الحرارة) ، مسدس درجة الحرارة (يستخدم لقياس درجة حرارة جسم لا تلامس) ، تحليل غاز مكدس الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك ، تم جمع البيانات أيضًا من أجهزة الكمبيوتر التي تتحكم في الخط المجلفن. يوفر النظام الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر بيانات عن درجات الحرارة المختلفة التي يتم الحفاظ عليها في مناطق مختلفة ، ودرجة حرارة الشريط الذي يدخل ويخرج من المناطق ، ومعدل تدفق الهيدروجين والنيتروجين. تم تنقيح البيانات والمعلومات التي تم جمعها من المرافق والمصادر الأخرى وتبسيطها للحصول على أدق المعلومات الممكنة. تساعد هذه الزيارات في ملء النموذج ببيانات في الوقت الفعلي.
3.3 توازن الحرارة
الغرض من هذه الدراسة هو فحص التوازن الحراري للفرن. The energy entering the furnace that passes through the furnace by the steel strip (steel) is checked. هذه الحرارة مفيدة. يتم فقدان بقية الحرارة المتاحة في شكل خسائر مثل التوصيل عبر الجدران ، والإشعاع والحمل الحراري عبر أسطح الفرن ، وفقدان المداخن أو غاز المداخن ، وفقدان مياه التبريد ، وفقدان غاز التدريع وفقدان الفتح. تمت مناقشة هذه الأضرار بالتفصيل في القسم 3.5.
3.4 معلمات نقل الحرارة
تم تحديد معايير مختلفة واختيارها للدراسة. تصف الأقسام التالية أهمية كل معلمة.
3.4.1 Disorder (ᶓ)
كمية إشعاع جسم ما هي نسبة الطاقة المنعكسة والممتصة عند نفس درجة الحرارة. انبعاث الجسم الأسود الحقيقي هو 1.00 ، لذا فإن النسبة القريبة من 1.00 تشير إلى أن الجسم أقرب إلى الجسم الأسود ويحتفظ بالحرارة أو الطاقة الموجودة فيه.
يتم تضمين الكائن. نظرًا لأن هذه الدراسة مرتبطة بفقدان الحرارة ، فإن الانتشار مهم جدًا
تم تحديد الدور في تقليل انخفاض الإشعاع باستخدام المعادلة 1.
يعتمد انبعاث هذه المادة على المادة المراد دراستها ، وفي هذه الحالة تكون من الصلب. على أساس
في مراجعة المقالات ، يوجد معدل انتشار للصلب في حدود 0.5-0.9.
۳.۴.۲ Stephen Boltzmann Constant
يشير إلى العلاقة بين الطاقة المشعة ودرجة الحرارة لمبرد الجسم الأسود
مثل ثابت ستيفان بولتزمان. هذا يتوافق مع إجمالي الطاقة المشعة (Btu / hr-ft2) للسطح
الجسم الأسود حتى درجة حرارته T:
أين ، هو ثابت ستيفان بولتزمان في المعادلة 2.
الجسم الإشعاعي الذي تم فحصه في هذه التجربة هو جدران الفرن. هناك جدران
ليس مشعاع الجسم الأسود الكامل ، ولكن يمكن اعتباره جسمًا رماديًا ينبعث منه بعضًا
The fraction of black body radiation generated by its propagation. التدفق المشع هو ببساطة حرارة
مبعثرة لكل وحدة مساحة. لذلك ، يمكن إظهار إجمالي الطاقة التي تشعها الجدران كما هو موضح
في المعادلة 3.
3.4.3 معامل انتقال الحرارة (ساعات)
الطاقة الحرارية التي تنتقل بين السطح والسائل المتحرك أو الغلاف الجوي
تُعرف درجة الحرارة بالحمل الحراري. في هذه الحالة جدران الفرن و
يعمل الغلاف الجوي كسائل متحرك. يعتبر انتقال الحرارة بالحمل الذي يعتبر هنا أمرًا طبيعيًا أو
انتقال حراري حراري لكل وحدة مساحة من خلال الحمل الحراري الأول
يُعرف نيوتن والعلاقة بقانون التبريد لنيوتن. معادلة الحمل الحراري
يمكن التعبير عنها بالصيغة 4 الموضحة أدناه:
حيث ، h هو معامل انتقال الحرارة (Btu / hr-ft2.oF).
من عام 1975 إلى عام 2000 ، كانت السعة الإجمالية للصفائح الفولاذية المطلية تتزايد باطراد ، وفقًا للبيانات التي جمعتها المنظمة الدولية لأبحاث الرصاص والزنك. يوضح الشكل 1.1 إجمالي الصفيحة المطلية بالمليون طن. الصفيحة المطلية هي مزيج فريد من الخصائص التي لا تتوافق مع أي مادة أخرى. بعض الخصائص تشمل قوة عالية ، ليونة ، وخفة الوزن. مقاومة التآكل ، الجماليات ، إعادة التدوير والتكلفة المنخفضة هي خصائص أخرى.
للحصول على معلومات حول سعر أسلاك اللحام بغاز ثاني أكسيد الكربون وشراء أسلاك co2 ومنتجات دلتا السلكية الأخرى ، اتصل على 09121147793 باسم الطبعي.