Удосконалено метод глибокого регулювання потужності й обгрунтовано принципи побудови енергоефективних електротехнічних систем високочастотної індукційної термообробки металів (ЕТС ВІТОМ) у разі зміни електричних параметрів навантаження та централізованого електроживлення декількох установок. Визначено умови виникнення критичних резонансних режимів (перенапруг основної та другої гармонік, неоднозначності регульованої характеристики) у системі індукційної обробки металів на базі двомостового резонансного інвертора з протифазним підключенням мостів до навантаження. Розроблено спосіб стабілізації параметрів ЕТС ВІТОМ для обмеження перенапруг основної та вищих гармонік, зривів інвертування та забезпечення однозначності регульованої характеристики за умов зміни параметрів навантаження. Визначено співвідношення параметрів реактивних елементів у системі з резонансним мостовим інвертором за умови реалізації максимальної потужності в навантаженні та розширення допустимого діапазону зміни його опору. Одержано нові залежності для визначення оптимальних параметрів ЕТС ВІТОМ, зменшення нестабільності їх режимів, зривів інвертування та перенапруг на навантаженні за рахунок використання блоків рекуперації електричної енергії. Розроблено математичні моделі ЕТС ВІТОМ з тиристорними резонансними мостовими інверторами та пристроями, що забезпечують адаптацію до нелінійних змін електричних параметрів навантаження у широких межах.

  Скачати повний текст

Виявлено три типи взаємодії. Визначено кінетичні параметри, коефіцієнти швидкості та енергії активації газонасичення. Підтверджено, що у високому вакуумі внаслідок сублімації та газонасичення відбуваються фазово-структурні зміни у поверхневому шарі металу, які зумовлюють мікрорельєф на поверхні, зміну хімічного складу та твердість поверхневого шару шляхом сублімації легувального елементу та дифузійного насичення домішками втілення. Показано, що напруження, циклічна зміна температури та "призматична" текстура прискорюють дифузійні процеси. Удосконалено фізико-математичну модель високотемпературної взаємодії типових сплавів із газами.

  Скачати повний текст

Розроблено й апробовано методику побудови наближених аналітичних розв'язків нестаціонарних двовимірних краєвих задач теплопровідності та термопружності, які описують розповсюдження тепла в зливках як у призматичних тілах, що перебувають за різних умов теплообміну. За допомогою методу еквівалентних джерел, який розповсюджується на двовимірні задачі, спочатку (згідно постулатів Дюамеля - Нейманна) одержано наближені аналітичні розв'язки відповідної задачі теплопровідності, на підставі яких розв'язано відповідні задачі термопружності. Досліджено вплив фізико-механічних характеристик матеріалу на величину та характер розподілу полів температур і температурних напружень. Запропоновано новий підхід щодо розв'язання задач теплопровідності призматичних тіл з лінійними граничними умовами першого, другого та третього родів, а також задачі теплопровідності за умов радіаційного, складного радіаційно-конвективного та протитечійного теплообміну. Одержано відповідні розв'язки задач термопружності, на підставі яких проведено розрахунок нових, більш ефективних теплових режимів роботи методичної (прохідної) печі на РУП "Білоруський металургійний завод".

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності перебігу електромагнітних процесів в електропечах опору з тиристорними регуляторами напруги. Обгрунтовано вибір раціональних режимів електроспоживання з урахуванням стану мережі живлення на її навантаження, які забезпечують зменшення споживання електроенергії та підвищення енергетичної ефективності електропечей, покращують окремі показники електромагнітної сумісності обладнання. Досліджено параметри режиму електроспоживання печі опору у робочому діапазоні регулювання температури. Розроблено математичну модель для аналізу впливу параметрів електричного режиму електропечі на показники несинусоїдальності напруги та додаткові втрати потужності в електрообладнанні. Наведено технічну схему системи керування режимами електроспоживання печей опору на підставі застосування неповнофазних режимів нагріву.

  Скачати повний текст

На основі математичного моделювання та результатів експериментальних досліджень доведено залежність розподілу температур за шириною печі у період витримки та сумарних витрат палива на нагрів металу від коефіцієнта витрат повітря. Досліджено фізичну модель пальника та доведено функціональну залежність довжини факела від сумарної площі отворів у газовому каналі та площі перетину розсікачів газоповітряної суміші, що дозволяє забезпечити кероване теплоперенесення у робочому просторі печі. Розроблено методику визначення тривалості імпульсів подачі палива та повітря у робочий простір печі у період витримки металу на основі динамічних характеристик температури у різних точках за шириною печі.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності структуроутворення у процесі зміцнення сталей і чавуну з використанням дугового розряду. Розроблено технологічні засади локального зміцнення виробів з залізовуглецевих сплавів. Здійснено практичне випробування деталей, що працюють за умов абразивного зносу у разі їх дугорозрядного зміцнення. Вивчено вплив на структуру зміцненого шару основних параметрів обробки. Установлено залежність вмісту вуглецю у зоні оплавлення від сили струму дуги зворотної полярності, а також від властивостей вуглеграфітових матеріалів електричного опору, теплопровідності та пористості. Одержано кількісні значення та вивчено механізм рафінування зміцненої поверхні від неметалічних включень під час обробки дугою. Виконано промислове випробування дугорозрядного зміцнення деталей коксохімічного обладнання, а саме: молотків вугільних дробарок і зірочок косових грохотів "грізлі". Очікуваний економічний ефект впровадження даного процесу для умов об'єднання "Донецьккокс" становить 121,8 тис. грн.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше проведено дослідження ефективності алгоритмів оптимального керування процесом нагріву металу з використанням нової імітаційної моделі методичної печі з крокуючими балками. Вперше визначено сферу застосування методу динамічного програмування в алгоритмі оптимального керування процесом нагріву металу у методичних печах за кількістю керувальних факторів. Вперше з метою керування методичними печами розроблено алгоритм динамічної разпізнавальної оптимізації, який відрізняється від існуючого використанням нового принципу формування керувальних впливів у часі та методу розпізнавання, а також можливістю здійснювати пошук оптимальних керувань за допомогою логіко-предикатної моделі об'єкта. Вперше з використанням одержаної залежності сумарних витрат природного газу від їх частини у рекуперативній зоні запропоновано додатковий керувальний вплив шляхом зміни теплового навантаження такої зони. Встановлено інтервал зміни теплового навантаження, що забезпечує додаткове зменшення споживання природного газу.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена реалізації нових науково обгрунтованих розробок у галузі промислової теплоенергетики, які забезпечують розв'язання значної прикладної проблеми. Розроблено і реалізовано новий напрямок підвищення якості та економічності теплової обробки металу - оперативне керування полем температури в печі змінюванням параметрів факела. Розроблені: нові аспекти теорії течії в трубах та струменях, теорії гозового факела; новий клас пальників з керованими параметрами факела; нові способи, алгоритми, засоби та системи управління полем температури і горіння в рекуперативних з подовим опаленням та регенеративних нагрівальних колодязях, а також у методичних нагрівальних печах. Висока ефективність розробок підтверджена результатами їх дослідно-промислової експлуатації.

  Скачати повний текст