Моделирование лабораторных и промышленных руднотермических печей методом магнитогидродинамики (МГД)

Для крупного металлургического завода мы исследовали процессы в руднотермической печи и взаимовлияние нескольких ключевых параметров. Для этого мы разработали верифицированную математическую модель горения дуги в печи с тремя электродами. Исследования проведены сначала на упрощенной модели лабораторной установки, а затем перенесены на промышленную руднотермическую печь.

Основные входные данные для нашего исследования были получены из технического задания заказчика. Электрические параметры промышленной печи основывались на экспериментальных данных, предоставленных заказчиком. В случае нехватки информации мы использовали данные из мировой практики, обширной литературы и справочных материалов.

Магнитогидродинамический (МГД) метод был выбран в качестве предпочтительного инструмента для моделирования, поскольку он эффективно применяется в таких областях, как сварка и плазменные нагреватели как постоянного, так и переменного тока. Этот метод позволяет моделировать движение проводящей жидкости в электрическом и магнитном полях, включая такие элементы, как жидкие металлы, разряды в электронике и тепловую плазму. Подход основан на интеграции законов сохранения энергии, импульса, массы, а также электрического заряда и токов.

В результате нашего исследования мы определили ключевые целевые параметры и взаимосвязи.

Сформировали модели лабораторной и промышленной печи, которые показали хорошую сходимость с экспериментальными данными, и продемонстрировали свою применимость для прогнозирования поведения различных параметров при изменении конструкции печи, а также для оптимизации её дизайна и режимов работы с учётом целевых характеристик.

Этот проект представляет собой значительный шаг вперёд в области моделирования руднотермических печей, открывая новые возможности для их оптимизации и повышения эффективности работы.