Разработана математическая модель для определения изменения теплосодержания футеровки сталеразливочного ковша при различных операциях на участке внепечной обработки стали. Исследовано изменение температуры расплава в ковше при различных вариантах его подготовки под разливку. Установлена зависимость величины снижения температуры расплава, разлитого в ковш, от времени остывания ковша.

Проанализирован ряд аспектов, касающихся использования конвертерного газа (КГ) для восстановления железорудного сырья (ЖРС): применение металлизованного сырья в конвертерной плавке; возможность снижения или устранения выбросов CO в атмосферу с негорючим КГ; возможность уменьшения объема КГ при восстановлении. Анализ предпосылок указывает на возможность разработки эффективной системы технологического использования КГ, включающей получение металлизованного ЖРС с последующим использованием его для конвертерной плавки, ликвидацию выбросов CO в атмосферу с негорючим КГ и уменьшение количества КГ при восстановлении в 1,1 - 1,8 раза.

Рассмотрены 2 варианта размещения реактора-восстановителя на газоотводящем тракте конвертера. Размещение реактора на высокотемпературном газе позволяет одновременно с использованием восстановительного потенциала газа утилизировать его физическую теплоту. При использовании охлажденного газа возникает проблема нагрева газа перед подачей его в реактор, что осуществляется путем частичного сжигания газа. В результате оценки восстановительной способности газа установлено, что для получения высокометаллизованного продукта газ следует подавать в реактор-восстановитель в течение нескольких продувок конвертера, образующих цикл восстановления. При этом процесс восстановления синхронизирован с выплавкой стали. Установлено также, что использование высокотемпературного газа в 2 - 3 раза эффективнее по сравнению с использованием охлажденного газа, но вместе с этим использование газа в качестве восстановителя как до, так и после газоочистки, вполне целесообразно. По степени использования CO восстановление конвертерным газом не уступает другим известным технологиям прямого получения железа.

Рассмотрена задача определения оптимальной поверхности нагрева противоточного теплообменника, которая решена с использованием критерия минимума приведенных затрат. Показано, что величина оптимальной поверхности зависит, в основном, от соотношения цен на отопительный газ блока доменных воздухонагревателей и металла для изготовления трубчатых элементов теплообменника.

Рассмотрена задача определения разности температур между двумя движущимися теплоносителями в противоточном теплообменнике (ПТТО) с использованием закономерностей теплообмена сред и балансовых соотношений. Показана необходимость решения указанной задачи, связанная с отсутствием достоверных литературных данных для определения указанной разности температур. Эту разность температур можно использовать для решения задачи определения оптимальной температуры нагрева ПТТО.

Отмечено, что расширение диапазона регулирования камеры охлаждения (КО) зависит, главным образом, от конструктивных параметров камеры (длина и диаметр). Основными ограничителями при выборе диаметра и длины КО являются давление воды, создаваемое насосом, и температура воды на выходе из КО, которые определяют верхнюю и нижнюю границы охлаждающей способности КО. Исследовано влияние конструктивных параметров КО на расширение диапазона регулирования при сохранении высокой охлаждающей способности камеры.

Приведены результаты экспериментальных исследований псевдоожиженного слоя применительно к условиям работы высоктемпературных печей с электротермическим кипящим слоем для обжига углеродных материалов. Определены аэродинамические режимы работы слоя, при которых происходит интенсивное перемешивание материала и, таким образом, обеспечивается равномерное распределение температуры по сечению и высоте рабочей зоны печи.

Разработана конструкция регенеративного нагревательного колодца с торцевым расположением горелок. Определены динамические характеристики топлива и воздуха горения, разработана конструкция горелки, обеспечивающая регламентированное объемное сжигание топлива с учетом высокотемпературного подогрева воздуха.

Цель работы - повышение качества нагрева метала и снижение расхода топлива за счет управления сжиганием топлива, движением печных газов и тепломассообменными процессами в промышленных нагревательных печах с высокотемпературным подогревом воздуха.

Разработана теплофизическая модель взаимодействия углеродкарбидокремниевых брикетов с железоуглеродистым расплавом. Методом конечных разностей на ПЭВМ выполнен расчет процесса плавления цементной связки CSIC-брикетов. Получена математическая модель, позволяющая оценить время полного взаимодействия брикетов в расплаве в зависимости от их размеров, что позволит определять рациональный размер брикетов при их использовании в ковшовой металлургии.

Получена система уравнений для расчета температуры воды на поверхности парового пузырька, находящегося в потоке вскипающей воды без подвода тепла со стороны стенок канала. Система уравнений получена интегральным методом решения задач нестационарной теплопроводности на основе интерполяция для температурного поля в слое воды около пузырька в пределах ячейки двухфазной среды. Принятая интерполяция учитывает не адиабатический характер граничного условия на внешней поверхности ячейки и нагрев слоя воды в ячейке от вязкой диссипации механической энергии микродвижений фаз (радиального и относительного в стоксовском режиме). Полученную систему уравнений предлагается называть системой уравнений Гудмена для пузырькового потока (УГПП) по имени одного из авторов интегрального метода решения задач нестационарной теплопроводности. Систему УГПП можно использовать для оптимизации режимов работы гидропаровой турбины.

На основании объединения и анализа двух известных существующих методик расчета гидравлического сопротивления при движении двухфазных парожидкостных потоков в пористых средах (методики Маскета - Леверетта и Локкарта - Мартинелли), которые адаптированы к пористым высокотеплопроводным материалам В. А. Майоровым, Ю. А. Зейгарником, И. В. Калмыковым, получены расчетные данные для функций относительных фазовых проницаемостей и параметра насыщенности пористого материала жидкой фазой. Показан более сложный и многопараметрический характер зависимости указанных величин от основных режимно-конструктивных параметров пористых теплообменных элементов, чем это считалось ранее. На основании расчетных данных получены интерполяционные зависимости для определения параметров насыщенности пористых образцов и степенного коэффициента в функциях относительных фазовых проницаемостей.

Рассмотрены условия сопоставимости энергосберегающих мероприятий, а также особенности оценки экономической эффективности энергосберегающих проектов. Для уменьшения погрешности расчетов денежных потоков при реализации таких проектов предложено уменьшить временной шаг до одного месяца или квартала. При этом необходимо рассчитывать ставку дисконта для выбранного временного шага, которая должна соответствовать заданной эффективности капитала во временном разрезе один год.

Разработана математическая модель гидродинамических и теплофизических процессов при формировании многослойного и армированного стальных слитков. В результате математического моделирования затвердевания композитных слитков получены: поля температуры, доли твердой фазы и поля скоростей в расплаве; изменение температуры в слитке; размеры кристаллов и структурных зон в многослойном и армированном слитке. Особенности строения макростуктуры определены на границе слоя легированной стали как в многослойном слитке. Также в армированном слитке на границе внутреннего холодильника отмечены особенности формирования кристаллической структуры. Показано изменение структурных зон слитка в зависимости от градиента кристаллизации и скорости роста дендрита.

Впервые подробно рассмотрено влияние всех составляющих сил поверхностного натяжения: кристалл - расплав; расплав - окружающая среда и гравитационной составляющей веса расплава в мениске на всех стадиях вытягивания кристалла и влияние этих сил на угол сопряжения поверхности мениска с вертикальной поверхностью кристалла. Показано, что кристаллизация очередного слоя твердой фазы происходит в момент срыва мениска с вертикальной боковой поверхности кристалла на горизонтальную границу раздела фаз и образования в мениске "шейки". В этот момент происходит кристаллизация, форма мениска "консервируется" и на поверхности образуется пилообразная структура.

Наведено опис конструкції конвеєрної печі для термообробки залізничних колес та основні показники роботи за існуючих умов. В інженерній постановці здійснено розрахунок печі та проаналізовано показникы теплової роботи печі та визначені шляхи вдосконалення агрегату.

Наведено результати досліджень теплової роботи полум'яних нагрівальних печей камерного типу ПАТ "Електрометалургійний завод "Дніпроспецсталь" до та після їх переведення на опалювання пальниками з частковим попереднім змішуванням палива та повітря. Пальники забезпечують реалізацію імпульсної схеми опалювання печей у період витримки металу. Надано порівняльний аналіз показників якості нагрівання сталевих заготовок до та після розміщення нових пальників.

Приведено математическое описание нагрева тел в проходных печах при постоянной тепловой мощности. При таком нагреве в стационарном состоянии температура уходящего из печи дыма остается постоянной. Для обеспечения такого режима нагрева распределение тепловой мощности печи будет неравномерным. Режим нагрева при постоянной тепловой мощности и производительности печи можно осуществить при различных температурних режимах печи. Отличаться печи при этом будут своей длиной.

Приведены анализ эффективности применения теплонасосного оборудования при решении задач энергосбережения и охраны окружающей среды и сравнение экологической эффективности работы тепловых насосов и традиционных котельных, работающих на органическом топливе. Определена экономическая и экологическая целесообразность использования тепловых насосов в условиях Украины. Показано, что энергетическое использование теплонасосного оборудования позволяет существенно сократить выбросы парниковых газов в атмосферу.

Наведено результати дослідження конструктивних характеристик атмосферного газового пальника POLIDORO 20 BNOX, який застосовується в модулях нагріву МН "ЕКО". Виконано перевірочний розрахунок його аеродинамічних режимних і конструктивних характеристик. Одержано розрахункове значення швидкості витоку природного газу з сопла та його розрахунковий внутрішній діаметр, перевірено величину початкової ділянки між виходом газу з сопла до входу у конфузор, визначено належність даного газового пальника до групи з повним попереднім змішуванням первинного повітря на горіння.