На основе метода многомерного объектно-ориентированного конечного элемента реализована математическая модель тепломассопереноса в мундштуке пресса для производства подовых и доменных блоков. Проведены экспериментальные исследования и модернизация системы управления температурными режимами для повышения качества продукции и снижения энергозатрат.

The mathematical model of heat-and-mass transfer in the tip of squeezer for production hearth and domain blocks is realized on the basis of a method of a many-dimensional object-oriented finite element. Experimental researches are presented, the system of control of temperature regimes are modernized, high quality of products and lowering of power inputs are achieved.

Рассмотрены вопросы измерения токов в токоподводах печей графитации в условиях воздействия высоких температур, запыленности и сильных электромагнитных полей. Предложена измерительная система на основе поясов Роговского, отвечающая производственным требованиям и классу точности 0,5.

Разработана математическая модель нестационарных сопряженных температурных полей в мундштуке пресса для производства подовых и доменных блоков на подготовительном этапе тура прессования. Сравнены результаты моделирования с экспериментом.

Предложена методика динамической обработки дискретных данных, которая сокращает объем входной информации, обеспечивает вычислительную эффективность и точность описания, позволяет повысить качество автоматического управления. Представлена ее реализация для температурных измерений в мундштуке пресса и измерений токов индукторов в системе автоматического управления режимами электрообогрева при прессовании заготовок подовых и доменных блоков.

Предложена методика оптимизации управления электрическим обогревом при прессовании заготовок подовых блоков.

Исследовано влияние конструктивных факторов на погрешность сенсоров тока с поясами Роговского, размещенными на токоподводах печи графитации переменного тока. На основе математического моделирования электромагнитных полей выполнена количественная оценка составляющих погрешности, разработана методика расчета с использованием корректирующих коэффициентов, обеспечивающая высокую точность измерений.

Досліджено вплив конструктивних факторів на похибку сенсорів струму з поясами Роговського, які розташовані на струмовідводах печі гравітації змінного струму. На основі математичного моделювання електромагнітних полів проведено кількісне оцінювання складових похибки, розроблено методику розрахунку з використанням коригувальних коефіцієнтів, що забезпечує високу точність вимірювань.

The influence of structural factors on the accuracy of current sensors with magnetic coil, which placed on the electrodes of the graphitization furnace AC, is investigated. The mathematical modeling of the electromagnetic fields for a quantitative measurement of error components is proposed. The high accuracy calculation method with using the correction coefficients is presented.

Предложена методика синтеза схемы замещения печной петли печи графитации для оценки токораспределения в ее элементах, активных потерь и показателей энергоэффективности системы. Выполнено сравнение результатов моделирования с экспериментом.

Предложена математическая модель взаимосвязанных электротепловых процессов в главных шинных пакетах печей графитации переменного тока. Проведена оптимизация взаимного расположения шин, обеспечивающая снижение добавочных потерь.

Предложена методика идентификации электрических параметров короткой сети электротехнического комплекса графитации переменного тока, учитывающая особенности конструктивного исполнения и температурные режимы. Выполнены расчеты и анализ ударных токов короткого замыкания электротехнического комплекса с учетом параметров системы электроснабжения, технологических режимов графитации и компенсации реактивной мощности.

Предложена новая методика идентификации электрических параметров однофазных шихтованных шинных пакетов короткой сети электротехнических комплексов графитации большой мощности. Применены комбинации процедур нормализации и полиномиальной регрессии данных для полных сопротивлений и сдвигов по фазе, полученных методами численного моделирования процессов электромагнитного преобразования энергии, конвективного теплообмена и теплопроводности в области главных шинных пакетов секций печей графитации переменного тока с учетом геометрических размеров шин, их расположения и температурных режимов. Точность идентификации электрических параметров повышается в 2 - 2,5 раза по сравнению с традиционной методикой.

Разработана высокоэффективная адаптированная методика для идентификации параметров электродинамической стойкости шихтованных шинных пакетов электротехнических комплексов графитации большой мощности при коротком замыкании, обеспечивающая высокую точность и удовлетворяющая требованиям оптимального управления электрическими режимами графитации и компенсации реактивной мощности.

Предложена методика оценки электрических параметров шинных соединений токоподводов печи графитации с боковыми шинными пакетами на основе сопряженных пространственных математических моделей электромагнитных и электротепловых процессов. При численном моделировании обеспечивается высокая точность и вычислительная эффективность расчетов путем дифференциации плотности конечных элементов в расчетной области, которая повышается в зонах концентрации магнитного поля. Выполнен анализ энергоэффективности конструктивных исполнений торцевых шинных систем печей графитации переменного тока и предложены технические решения для снижения массы, активных потерь и реактивной мощности.

Разработана методика динамической обработки дискретных данных регистрации токов, напряжений и активной мощности во время графитации заготовок электродов в печах переменного тока, которая уменьшает объем входной информации, обеспечивает вычислительную эффективность и точность, позволяет повысить качество автоматизированного управления режимами работы электротехнического комплекса графитации.

Приведены теоретические исследования и моделирование электромагнитных и термоэлектрических процессов на основании численной реализации методом конечных элементов обобщенной 3D модели графитации постоянным и переменным током, отображающей особенности электромагнитных, электротепловых и тепломассообменных процессов в печи Ачесона, ее керне и боковых шинных пакетах печной петли.

Предложена обладающая высокой точностью и эффективностью численной реализации 3D модель электромагнитных и термоэлектрических полей в керне печи Ачесона постоянного и переменного тока, позволяющая учесть особенности конструкции печи и боковых шинных пакетов, пространственное размещение заготовок электродов в токопроводящей пересыпке керна, температурные зависимости электромагнитных и теплофизических свойств материалов, а также технологические режимы графитации. Выполнен анализ пространственного распределения удельной мощности тепловыделения в керне при вертикальном и горизонтальном расположении заготовок электродов в керне.

Для оценки энергетического потенциала солнечной энергии района установки солнечной электростанции предложена методика определения энергетического потока солнечной радиации, основанная на комбинации метода применения дневного профиля поступления солнечной радиации при абсолютно чистом небе и актинометрических данных электронной базы NASA, с последующей идентификацией характеристик энергетического потока методами разделения переменных и аппроксимации. Методика учитывает географические координаты, реальные атмосферные условия, обладает высокой точностью и вычислительной эффективностью.

Предложена 3D модель электромагнитного поля в керне печи графитации переменного тока, позволяющая учесть особенности конструкции печи и боковых шинных пакетов, пространственное размещение заготовок электродов в токопроводящей пересыпке керна, температурные зависимости электромагнитных и теплофизических свойств материалов, а также технологические режимы графитации. Проанализировано пространственное распределение плотности тока и удельной мощности тепловыделения в керне, определяются факторы, которые позволяют повысить интенсивность ввода мощности и энергоэффективность графитации.

Рассмотрены сопряженные математические модели электромагнитного и температурных полей в области торцевых шинных пакетов печей графитации переменного тока. Идентифицированы активные, реактивные и полные электрические сопротивления торцевых шин, токоподводов и боковых шинных пакетов, исследовано распределение токов и электрических потерь в параллельных торцевых шинах и токоподводах. Предложена методика выбора эффективного сечения торцевых шин по критериям равной загруженности, обеспечивающая снижение массы и электрических потерь в торцевых шинных пакетах.

Предложен новый метод синтеза обобщенного критерия оптимальности режимов работы электротехнического комплекса графитации переменного тока на основе суперпозиции локальных критериев его систем и подсистем. Оптимизация режимов методом динамического программирования и их реализация в автоматической системе управления позволяет снизить суммарные затраты электроэнергии на 2,5 - 5,2 % или до 7 - 8 МВт•час на кампанию графитации.

Запропоновано новий метод синтезу узагальненого критерію оптимальності режимів роботи електротехнічного комплексу графітації змінного струму на основі суперпозиції локальних критеріїв його систем і підсистем. Оптимізація режимів методом динамічного програмування та їх реалізація у автоматичній системі керування дозволяє знизити сумарні витрати електроенергії на 2,5 - 5,2 % або до 7 - 8 МВт•год на кампанію графітації.

New method of generalized optimality criterion synthesis of the modes of electrotechnical complex of graphitization AC based on the superposition of local criteria of its systems and subsystems is developed. Optimization of modes by dynamic programming method and their realization in the automatic control system allows reducing total expenses of electricity to 2,5 – 5,2% or up to 7 – 8 MW•hour by campaign of graphitization.

Предложена методика идентификации оптимального расположения фотоэлектрических панелей, учитывающая величину и характер изменения составляющих солнечной инсоляции, угол наклона панелей и географические координаты местности, обладающая высокой точностью и вычислительной эффективностью.