Управління теплообмінними процесами при енергоефективному градієнтному нагріванні заготовок та розробка енергоощадних електротермічних нагрівачів

ДВНЗ "ПДТУ" > Інновації > Результати держбюджетних НДР > Управління теплообмінними процесами при енергоефективному градієнтному нагріванні заготовок та розробка енергоощадних електротермічних нагрівачів
 Переклади:
  • Українська
18

(науковий керівник – д-р техн. наук, проф. Кухар В.В.).

Ідея розробки полягає в тому, що висока швидкість індукційного нагрівання та можливість регулювання тепловим полем заготовок обумовлює високу енергоефективність електротермічних пристроїв градієнтного нагрівання. Суттєвим недоліком існуючих методів проектування електронагрівальних пристроїв є орієнтування на нагрівання всього об’єму заготовок до однакових температур, навіть при необхідності локальної проробки матеріалу при обробці тиском. В роботі показано, що раціональна форма градієнтної кривої розподілу температур по довжині градієнтно-нагрітої заготовки повинна відповідати (бути еквідистантною) кривій розподілу деформацій або профілю виробу, який отримують на наступній формозмінювальній операції. Визначення закономірностей протікання енергоефективного теплообміну при градієнтному нагріванні з врахуванням форми кривої температурних градієнтів по довжині заготовки і особливостей нестаціонарної теплопередачі із зміною теплофізичних властивостей матеріалів дозволяє формувати потрібний розподіл температур по довжині або об’єму заготовки. Практична цінність полягає у досягненні суттєвого енергоресурсозбереження і таких техніко-економічних ефектів: а) скорочення на 20…35 % витрат електроенергії через участь меншого об’єму металу у теплообмінних процесах; б) підвищення швидкості нагрівання заготовок перед подальшим куванням, штампуванням або термічною обробкою на 15…25 %, а у випадках високошвидкісного нагрівання в індукторах з перемінним кроком витків – до 3 разів; в) збільшення номенклатури профілів складної конфігурації із відповідним розширенням номенклатури виробів, що виготовляють на одній одиниці виробничого устаткування, зі зменшенням енерговитрат через нагрівання меншого об’єму металу й при спрощенні конструкцій та скороченні витрат на штампову оснастку. Розроблено методику розрахунку мінімально припустимої температури нагрівання зон деформації при градієнтному нагріванні, що дозволяє забезпечити високу стійкість штампового оснащення, виключити його вихід з ладу за крихким руйнуванням і зменшити пікові навантаження на електродвигун пресового устаткування. Виходячи з практичної цінності наукової розробки, її використання можливе у галузях загального машинобудування, важкого машинобудування, сільськогосподарського машинобудування, автомобілебудування, металургії, приладобудування, при виготовленні кабельної продукції, виробництві вантажопідйомних машин, товарів народного побуту, балонної продукції для попереднього нагрівання заготовок попереду послідовного формування металовиробів операціями кування, штампування і прокатування. Градієнтне нагрівання заготовок доцільно проводити для таких операцій штампування, як осаджування, висаджування, гнуття, поздовжнє згинання, розтягування, обтиск, роздача, витягування, закочування тощо, при цьому штампується ціла низка різнономенклатурних поковок (типу пластини, стрижнів зі стовщенням, стрижнів із загостренням, з зігнутою віссю, з відростками, порожнистих, з листового матеріалу, комплексної складності). Щілинні індуктори для підігріву кромок металопрокату більш ефективно замінять панелі, що віддзеркалюють тепло металу нагрітої штаби, при розташуванні у міжклітьовому просторі безперервних широкоштабових станів, прокатування на яких супроводжується небажаним підстужуванням кромок тонких штаб. Окремо слід відзначити практичну цінність розробки для військово-промислової галузі, а саме для виготовлення стволів, гільз для патронів і снарядів із локальним формуванням горловини патронів і донної частини методами обтиску та закочування із градієнтним підігрівом кінцевих частин трубчастих заготовок.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter або це повідомлення.

Залиште коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.


Коментарі:
всього 0

Науково-дослідний інститут Прикладних інформаційних технологій Нова пошта Маріупольська міська рада Міністерство освіти і науки України ERASMUS+

Повідомити про помилку