No abstract

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ ДУГ ПРИ ИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ. СООБЩЕНИЕ 2 И.М. Ячиков, д.т.н. профессор кафедры «Вычислительная техника и программирование» Е.М. Костылева, инженер-программист управления информационных технологий и АСУ Магнитогорский государственный технологический университет (Магнитогорск, Россия) Аннотация. Предложена математическая модель и алгоритм расчета для нахождения коэффициентов полинома, описывающего формы осей электрических дуг для случаев двух или трех дуг постоянного тока или среднего положения дуг трехфазного переменного тока, горящих между электродами и токоподводящей поверхностью. Создано программное обеспечение, позволяющее приближенно рассчитать формы осей столбов при электромагнитном взаимодействии двух и трех дуг. Приведены результаты моделирования для аргоновых дуг. Установлено, что при взаимодействии дуг с протекающими по ним одинаковыми токами, форма оси столба дуги зависит от рода тока, количества дуг и расстояния между ними и слабо зависит от значения силы тока. Ключевые слова: электрическая дуга, трехфазный переменный ток, токопроводящая поверхность, форма электрической дуги, электромагнитное взаимодействие.

Костылева Е.М., аспирант кафедры вычислительной техники и программирования Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (455000, Россия, Магнитогорск, пр. Ленина, 38) Аннотация. Дана математическая модель для определения основных локальных и среднеинтегральных электромагнитных сил, действующих на дуговые разряды в условиях трехфазной дуговой печи. Это силы, действующие на столб дуги от токов, протекающих через жидкий металл, силы электромагнитного взаимодействия дуги с другими дугами и токами, протекающими через графитированные электроды и силы взаимодействия дуги с собственным магнитным полем. Посредством компьютерного моделирования показано, что в трехфазной дуговой печи при расстоянии между электродами меньше 1,5-2,5 длины дуги наиболее существенное влияние на поведение электрической дуги и ее форму оказывают силы электромагнитного взаимодействия между токами, протекающими через дуги и графитированные электроды, а при больших расстояниях силы взаимодействия дуг с токами, протекающими через жидкий металл. Установлено, что средняя результирующая электромагнитная сила, действующая на дугу, может существенно отклонять ее в сторону от прямой, соединяющей центр распада электродов и ось электрода.

to the lining, and the applied voltage. In most studies, the influence of the described factors on the LWC is not taken into account. At the same time, heat fluxes affecting all elements of the furnace structure, including the lining, depend on the shape of the arc.The aim of the work is to study this effect and find the parameters that provide optimization of the LWC. To achieve this goal, an algorithm for calculating the shape of arcs in an AC steelmaking furnace has been developed, which will be used to optimize the objective function. Analysis of the shape of alternating current electric arcs parallel burning in the direction of the horizontal surface during their electromagnetic interaction and the influence of this shape on the lining wear coefficientThe electromagnetic interaction of the arcs is determined by the equilibrium equation of the arc column element [3][4][5][6]

В металлургической промышленности эксплуатируется множество агрегатов, в которых в качестве источников тепловой энергии используются электрические дуги, горящие на горизонтальную тепловоспринимающую поверхность. Знание электромагнитных сил, действующих на дуги, их положение и поведение важны при конструировании новых печей и автоматизации их работы.Обзор литературы показывает, что многие вопросы, связанные с электрическими дугами трехфазного переменного тока, освещены недостаточно полно, поскольку на промышленных или опытных установках изучение большинства проблем технически сложно, дорого и часто невыполнимо по самым разным причинам.Возможным направлением исследования является создание адекватных математических моделей, их реализация в виде прикладного ПО и дальнейшее компьютерное моделирование.В данной работе показаны математическое модели и разработанный комплекс программ, включающий в себя модули для определения напряженности магнитного поля, электромагнитных сил, формы дуг и теплового потока вблизи трех дуг трехфазного переменного тока, горящих на горизонтальную поверхность.Результатом работы созданного программного комплекса являются расчет и визуализация векторных полейнапряженности магнитного поля и среднеинтегральных электромагнитных сил, а также визуализация средней за период формы осей столбов электрических дуг и распределение тепловых потоков по горизонтальной тепловоспринимающей поверхности.Ключевые слова: трехфазный переменный ток, напряженность магнитного поля, электромагнитные силы, форма оси столба дуги, тепловой поток, математическая модель, программное обеспечение.