Модель термічної обробки вуглецевої сировини в електрокальцинаторі

Автор(и)

  • Олексій Анатолійович Жученко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • Микола Григорович Хібеба Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

DOI:

https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-107-114

Ключові слова:

виробництво вуглецевих виробів, електрокальцинатор, математична модель, метод Фур’є, структурна та параметрична ідентифікація

Анотація

Висока якість системи керування процесом термічної обробки вуглецевої сировини дозволяє зменшити вихід бракованої продукції на наступних етапах виробництва вуглецевих виробів та підвищити якість готової продукції. Синтез таких систем можливий лише за умови докладного дослідження процесів, що протікають на даному етапі виробництва. Враховуючи, що проведення досліджень на реальних об’єктах практично неможливе, єдиною альтернативою залишається метод математичного моделювання. Враховуючи значний час розрахунку повної математичної моделі процесу з’являється необхідність у пошуку і реалізації методів її спрощення.
У цьому дослідженні на основі аналізу існуючих методів спрощення математичних моделей об’єктів з розподіленими параметрами обґрунтовано вибір методу Фур’є для спрощення математичної моделі процесу термічної обробки вуглецевої сировини в електрокальцинаторі. Розроблено спрощену математичну модель вказаного процесу. Визначено оптимальні структури спрощених математичних моделей. Проведено їх параметричну ідентифікацію. Досліджена відповідність результатів розрахунків за спрощеною та початковою математичними моделями. В результаті отримано модель, що досить точно відображає температурні поля, отримані за допомогою повної моделі та має досить незначний час розрахунку (декілька секунд).
У подальших дослідженнях планується провести перевірку на адекватність отриманої моделі експериментальним даним. Після цього модель може бути використана як для подальшого дослідження температурних полів робочої зони електрокальцинатора в процесі термічної обробки вуглецевої сировини, так і для синтезу системи керування цим процесом у реальному часі.

Біографії авторів

Олексій Анатолійович Жученко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

O. Zhuchenko

Микола Григорович Хібеба, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

M. Khibeba

Посилання

Gasik, M.I., Cybulja, E.I. and Bezuglyj, A.V. (2009), «Upravlenie processom prokalivanija antracita po izmerjaemoj velichine padenija naprjazhenija v antracitovoj zagruzke jelektrokal'cinatora», Metallurgicheskaja i gornorudnaja promyshlennost', Vol. 5, рр. 31–35.

Sannikov, A.K., Somov, A.B. and Kliuchnikov, V.V. (1985), Proizvodstvo elektrodnoi produktsii, Metallurgija Publ., Moscow, 129 p.

Chalyh, A.F. and Sosedov, V.P. (1987), Grafitacija uglerodistyh materialov, Metallurgija Publ., Moscow, 176 p.

Lazarєv, T.V. (2015), «Zakonomіrnostі procesu visokotemperaturnogo obroblennja ruhomogo sharu sipuchih vuglecevih materіalіv v elektrichnih pechah – elektrokal'cinatorah», Abstract of kand. tehn. nauk, spec. 05.17.08, Procesi ta obladnannja hіmіchnoї tehnologії, Kiїv, 22 р.

Karvackij, A.Ja., Panov, E.N. and Kutuzov, S.V. (2012), Teoreticheskie i jeksperimental'nye issledovanija teplojelektricheskogo i mehanicheskogo sostojanija vysokotemperaturnyh agregatov, NTUU «KPI», K., 356 р.

Panov, Je.M., Karvac'kyj, A.Ja., Kutuzov, S.V., Leleka, S.V. and other (2011), «Modeljuvannja procesu grafituvannja naftovogo koksu v shahtnij elektropechi neperervnoi' dii'», Vіsnik NTU «KPІ», Hіmіchna іnzhenerіja, ekologіja ta resursozberezhennja, Vol. 1.

Shulepov, S.V. (1972), Fizika uglegrafitovykh materialov, Metallurgija, Moscow, 256 p.

Karvatskii, A.Ia., Leleka, S.V., Pulinets, I.V., Lazarev, T.V. and other (2014), «Issledovanie elektricheskogo kontaktnogo soprotivleniia grafita s med'iu i termorasshirennym grafitom», Vostochno-Evropeiskii zhurnal peredovykh tekhnologii, Vol. 5, pp. 45–49.

Tsybulia, E.I., Gasik, M.I. and Grinshpunt, A.G. (2013), «Analiz vliianiia fiziko-khimicheskikh protsessov na tekhnologiiu proizvodstva termoantratsita v elektrokal'tsinatorakh», Metallurgicheskaja i gornorudnaja promyshlennost', Vol. 2, pp. 19–23.

Gubinskii, M.V., Fedorov, S.S., Livitan, N.V., Barsukov, I.V. and other (2012), «Pechi dlja proizvodstva vysokochistyh uglerodnyh materialov», Teorija i praktika teplovyh processov v metallurgii.

Gubinskii, M.V., Fedorov, S.S., Livitan, N.V. and Gogotsi, A.G. (2013), «Analiz energeticheskoi effektivnosti pechei dlia vysokotemperaturnoi termicheskoi obrabotki uglerodnykh materialov», Metallurgicheskaja i gornorudnaja promyshlennost', Vol. 2.

Matvienko, A.A., Karvackij, A.Ja., Leleka, S.V., Titov, M.E. and other (2011), «Sovremennoe sostojanie problemy poluchenija grafitirovannogo napolnitelja jelektrodnyh izdelij v jelektrokal'cinatorah», Vіsnik NTU «KPІ», Hіmіchna іnzhenerіja, ekologіja ta resursozberezhennja, No 1 (7).

Dikareva, A.V., Gerasimenko, T.E. and Meshkov E.I. (2012), «Matematicheskaja model' teplovoj raboty jelektrokal'cinatora», Teplotehnika i informatika v obrazovanii, nauke i proizvodstve, UrFU, Ekaterinburg, рр. 43–46.

Jurevich, E.I. (2016), Teorija avtomaticheskogo upravlenija, BHV-Peterburg, Peterburg, 560 р.

Goncharov, V.I., Nguen, Kuang Zung and Tkhan, V'et Zung (2016), «Identifikacija ob"ektov upravlenija s raspredeljonnymi parametrami», GISAP: Technical Sciences, Construction and Architecture, Vol. 8, рр. 8–11.

Zhuchenko, O.A. and Capar, V.S. (2015), «Metod sproshhennja matematychnyh modelej ob’jektiv keruvannja iz rozpodilenymy parametramy», Avtomatyzacija tehnologichnyh i biznes-procesiv, Vol. 1, pp. 15–25.

D'iakonov, V.P. (2005), Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 v matematike i modelirovanii, SOLON-Press Publ., Moscow, 576 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-07-01

Номер

Розділ

АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА КОМП’ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ