Изучение газодинамики в рабочем пространстве печи высокоточного нагрева при различном количестве загруженных заготовок - Дипломная работа

1 Методы моделирования в металлургии 1.1 Эксперимент 1.1.1 Физическое моделирование 1.1.2 Математическое моделирование 1.1.2.1 Типы математических моделей 1.1.2.1.1 Статистические модели 1.1.2.1.2 Детерминированные модели 1.2 Современная вычислительная гидрогазодинамика (CFD) 1.3 Математическое моделирование в ПВК FLUENT 2 Математическое моделирование нагрева металла в печи ВТН 2.1 Постановка задачи и исходные данные 2.1.1 Геометрия системы для трех вариантов загрузки печи 2.1.2 Зависимости теплофизических характеристик от температуры 2.3 Математическая постановка задачи 3 Результаты моделирования 3.1 Распределение температурного поля в различных сечениях рабочего пространства печи для трех вариантов загрузки 3.2 Распределение температурного поля в различных сечениях заготовок для трех вариантов загрузки печи 3.3 Распределение вектора скорости в рабочем пространстве печи для трех вариантов загрузки 3.4 Распределение плотности теплового потока по поверхности заготовок для трех вариантов загрузки печи 3.5 Распределение температурного поля по поверхности заготовок для трех вариантов загрузки печи 3.6 Изменение температурного поля заготовок во времени для трех вариантов загрузки печи Выводы Список использованных источников Введение металлургия гидрогазодинамика моделирование нагрев печь Нагревательные и термические печи являются основным технологическим звеном металлообрабатывающей, машиностроительной и других отраслей промышленности. Нагрев металла перед обработкой давлением или при термообработке металлических изделий является достаточно сложным процессом, при котором одновременно протекают явления, связанные с течением жидкости, тепло- и массообменном, химическими реакциями. Эффективность проектирования и эксплуатации печей в значительной степени определяется уровнем наших знаний о происходящих в печи процессах и совершенством методов их расчета. Современное развитие математического моделирования и компьютерных технологий привело к созданию мощных программно-вычислительных комплексов. Эти программные продукты позволяют успешно и с высокой точностью решать довольно сложные задачи вычислительной теплофизики и детально описывать все происходящие при этом процессы. Одним из таких программно-вычислительных комплексов является FLUENT - продукт, предоставляемый компанией ANSYS Inc и обладающий широким набором моделей для расчета процессов гидрогазодинамики, тепло- и массообмена, горения. Первые называют входными величинами, или факторами, вторые выходными, или откликом (Рисунок 1). В каждом конкретном случае количество этих факторов и их числовые значения определены (либо изначально, либо при планировании эксперимента); - группа неуправляемых факторов W, значения которых известны (температура окружающей среды и т.п.); - группа неуправляемых случайных факторов Z, значения которых неизвестны (неоднородность материала, колебания скорости потока и т.п.). Далее планируется эксперимент, обрабатываются его результаты, с помощью статистических критериев с заданным уровнем надежности (то есть, вероятности правильного ответа) принимается одна из двух гипотез. Таблица 1 - Основные критерии подобия Критерий Наименование Физический смысл и область применения 1 2 3 Критерий режима течения (Рейнольдса)Характеризует гидродинамический режим потока и определяет соотношение в нем сил инерции и молекулярного трения.