DEVELOPMENT OF SIMULATED MODEL HEAT-CONDUCTING FOR AUTOMATION SYSTEMS CONTROL BY THERMAL FURNACES

  • Vladimir Zinchenko Zaporozhe national university
  • Viktor Ivanov Zaporozhe national university
  • Tatiana Nesterenko Zaporozhe national university
  • Yurii Kayukov Zaporozhe national university

Abstract

Absence of the instrumental means for direct estimation of thermal state of metal inheat-treating furnaces generated necessities application of mathematical models which arebased on use of classical differential heat-conduction equation in partial derivatives. Howeverpresence of essential dependence thermophysical properties of metal from temperature leadsto non-linearity equation of heat-conducting. The subsequent analytical solution of equation withuse of simplifications and assumptions is accompanied by considerable inaccuracies at definitionof a distribution function determination for metal in space and in a time. Numeral methodsof solution of the specified equation with application of finite-difference schemes do not allow tooffer the recommendation for rational temperature-time modes of selection of high-heat treatmentfew the studied and new brands of steels. The engineering model heat sharing in the metalbodies, offered by J.D. Semikin is known. According to this a solid body, which heat up thermally,represent as n layers with equal temperature and thermophysical properties. At warmthsupply to such body there is a consecutive heat of the designated layers. At a significantamount of these layers in a massive body such engineering model comes nearer to the systemcontinuously dispense in space. Computer representation of such system is a simulated modelof heating of infinite length plate which can be implemented by means of application package of«Mat Lab 6.5 SP1\7+Simulink 5/6» programs, which are specially dedicated for analogoustasks. Simulation results confirm a possibility of the solution of tasks for working out of temperature-time modes at metal high-heat treatment, and also selection of optimal control algorithmsfor high-heat thermal furnace.

References

1. Губинский В. И., Лу Чжун-У. Теория пламенных печей. Москва : Машиностроение, 1995. 256 с. ISBN 5-217-02647-2.
2. Арутюнов В. И., Бухмиров В. В., Крупенников С. А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. Москва : Металлургия, 1990. 239 с.
3. Коздоба Л. А. Вычислительная теплофизика. Киев : Наукова думка, 1992. 224 с.
4. Свинолобов Н. П. Инженерная модель в теории теплопроводности в трактовке И.Д. Семикина Металлургическая теплотехника : сборник научных трудов государственной металлургической академии Украины. Днепропетровск : ГМетАУ, 1999. Т. 2. С. 226-235.
5. Лисиенко В. Г., Лобанов В. И., Китаев Б. И. Теплофизика металлургических процессов Москва : Металлургия, 1982. 239 с.
6. Бутковский А. Г. Теория оптимального управления системами с распределенными параметрами. Москва : Наука, 1965. 476 с.
7. Дьяконов, В. П. Mat Lab 6.5 SP 1/7+Simulink 5/6 в математике и моделировании. Москва : СОЛОН-Пресс, 2005. 576 с. ISBN 5-98003-206-1.
8. Расчеты нагревательных печей / Под ред. Н. Ю. Тайца. Киев : Техника, 1969. 539 с.
9. Бухмиров В. В., Крупенников С. А. Упрощенный зональный метод расчета радиационного теплообмена в поглощающей и излучающей среде Известия Вузов. Черная металлургия. 1999. № 1. С. 68-70.
10. Ревун М. П., Каюков Ю. Н., Чепрасов А. И.. Иванов В. И. Математическое моделирование нагрева металла в пламенной печи камерного типа (Сообщение 1) Металургія. Наукові праці ЗДІА. Запоріжжя, 2011. Вип. 23. С.
11. Зинченко В. Ю., Иванов В. И., Нестеренко Т. Н., Каюков Ю. Н. Имитационная модель теплопроводности для нагрева метала в термических печах Materials of XVI Inrenational research and practive conference. Scientific horizons. 30.09-07.10.2020. Sheffield. Science and education 2020. Vol. 5. С. 79-81
Published
2021-02-17
How to Cite
Zinchenko, V., Ivanov, V., Nesterenko, T., & Kayukov, Y. (2021). DEVELOPMENT OF SIMULATED MODEL HEAT-CONDUCTING FOR AUTOMATION SYSTEMS CONTROL BY THERMAL FURNACES. Scientific Journal "Metallurgy", (1), 91-96. https://doi.org/10.26661/2071-3789-2020-1-13