Аннотация
Целью исследования является систематизация проблем и способов их разрешения, связанных с изучением теплового состояния тел и расплавов в промышленном производстве. Выделены проблемы, характерные для металлургического предприятия, в частности: математическое моделирование электромагнитных полей в системах индукционного нагрева продукции метизной отрасли; построение информационного обеспечения энергосберегающего режима нагрева заготовок перед прокаткой в нагревательной печи проходного типа; применение классических уравнений тепломассообмена и многофакторного анализа для моделирования процессов в агрегате печь-ковш (АПК); развитие псевдодинамической и квазидинамической моделей для описания теплового состояния протяженного тела. Все указанные задачи имеют тепловую природу и, несмотря на различие объектов исследования, при решении используют математические модели для исследования теплового состояния тел и управления тепловыми процессами. Реализация математических моделей выполнена с использованием современного программного обеспечения средств вычислительной техники. Все исследования проведены научными направлениями в ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», имеют широкую апробацию и внедрение в действующее производство.
Ключевые слова
Математическое моделирование, металлургические процессы, управление тепловыми процессами, металлургические агрегаты, псевдо- и квазидинамика.
1. Логунова О.С., Мацко И.И., Сафонов Д.С. Моделирование теплового состояния бесконечно протяженного тела с учетом динамически изменяющихся граничных условий третьего рода. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование. 2012. № 27. С. 74-85.
2. Логунова О.С., Девятов Д.Х., Ячиков И.М. Математическое моделирование макроскопических параметров затвердевания непрерывных слитков // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1997. №2. C. 49-51.
3. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М., 1952.
4. Лыков А. В. Тепло- и массообмен при фазовых и химических превращениях // Тепло- и массообмен в процессах испарения / отв. ред. А. В. Лыков. М.: Изд-во АН СССР, 1958. С. 7-14.
5. Борисов В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.: Металлургия, 1987. 224 с.
6. Журавлёв В.А., Колодкин В.М., Васькин В.В. Динамика двухфазной зоны металлических сплавов с химическими реакциями // Изв. АН СССР. Сер. Металлы. 1983. Т.4. №4. C. 64-68.
7. Шестаков А.Л., Свиридюк Г.А. Новый подход к измерению динамически искаженного сигналов // Вестник Южно-Уральского государственного университетата. Серия: Математическое моделирование и программирование. 2010. №16 (192), вып. 5. С. 116–120.
8. Белоусов М.Д., Шестаков А.Л. Метод самодиагностики термопреобразователя сопротивления в процессе работы // Вестник Южно-Уральского государственного университетата. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2009. №3. С. 17–19.
9. Сафонов Д.С., Логунова О.С. Автоматизация проектирования конструкции секций вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. №1. С. 110–125.
10. Сафонов Д.С., Логунова О.С. Структура интерактивной системы автоматизированного проектирования конструкции секций вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. 2014. № 2 (5). С. 75-81.
11. Тутарова В.Д., Сафонов Д.С. Выбор рациональной схемы расстановки форсунок в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. 2013. №1(3). С. 76-81.
12. Parsunkin B.N., Andreev S.M., Logunova O.S. and etc. all Energy-saving optimal control over heating of continuous cast billets / // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. DOI: 10.1007/s00170-015-6934-4.
13. Logunova O.S., Matsko I.I., Posohov I.A. and etc. all Automatic system for intelligent support of continuous cast billet production control processes // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2014. Vol. 74. Iss. 9. Pp. 1407–1418.
14. Применение математических моделей для исследования процессов затвердевания и охлаждения непрерывных стальных слитков прямоугольного поперечного сечения / Самойлович Ю.А. и др. // Непрерывная разливка стали: сб. М.: Металлургия, 1974. 314 с.
15. Guseva E. N, Efimova I.Yu., Varfolomeeva T.N. Mocchan I.N. Discrete event simulation modelling of patient service management with Arena International Conference Information Technologies in Business and Industry 2018 // IOP Publishing IOP Conf. Series: Journal of Phys-ics: Conf. Series 1015 (2018). URL: http://iopscience.iop.org/ article/10.1088/1742-6596/1015/3/032095/pdf.
16. Гусева Е.Н. Методика преподавания дисциплины «Имитационное моделирование» у бакалавров прикладной информатики // Электротехнические системы и комплексы. 2015. №1(26). С. 48-51.
17. Гусева Е.Н., Варфоломеева Т.Н. Применение имитационных моделей для решения экономических задач оптимизации // Современные проблемы науки и образования. 2014. №6. С. 200-206.
18. Баранкова, И.И. Влияние индукционного способа нагрева на качество термообработки калиброванной стали в бунтах / И.И. Баранкова // Электрометаллургия. 2009. №3. С. 26-40
19. Barankova I.I, Demidovich V.B., Sit’ko P.A. Increase in the Efficiency of Induction Heating during Heat Treatment of Wires // Russian Metallurgy (Metally). Vol. 2012. No. 6. Pp. 552–557.
20. Баранкова И.И. Определение эффективного электрического сопротивления бунтов проволоки // Электричество. 2010. № 2. С. 79-84
21. Баранкова И.И., Коринченко Г.М. Определение теплофизических параметров анизотропных тел на основе решения обратных задач // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. №3. С. 35-39.
22. Оптимальные топливосберегающие режимы нагрева непрерывнолитых заготовок в методических печах / Парсункин Б.Н., Андреев С.М., Жадинский Д.Ю. [и др.] // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. №3. С.89-96.
23. Генкин А.Л., Власов С.А., Масальский Я.С. Возможности энергосберегающего управления листопрокатным комплексом // Автоматизация в промышленности. 2003. №3. С.44-47.
24. Андреев С.М., Парсункин Б.Н. Система оптимального управления тепловым режимом промышленных печей // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №2. С.18-29.
25. Андреев С.М. Прогнозирование времени нагрева заготовок в условиях нестационарного режима работы методических печей // Электротехнические системы и комплексы. 2017. №3(36). С. 35-39.
26. Zhu H., Wen Z., Wang X., Xu H., Tao S. Application of optimization technology for ratio of air to fuel combining feedforward with feedback in heating furnace // J Therm Sci. 2002. Vol. 11(3). Pp. 271–276.