Numerical analysis of the physical fields in the process of electrode blanks graphitization in the castner furnace

Karvatskii, Аnton; Leleka, Serhii; Pedchenko, Anatoliy; Lazariev, Taras

doi:10.15587/1729-4061.2016.83191

Cited by 10 publications

(13 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Results of our study are useful for numerical analysis of thermal modes of processes and equipment in the continual approximation, where bulk materials are used; they continue earlier studies [12,13,19,27,28].…”

Section: Discussion Of Results Of Numerical Modeling Of Efficient Valsupporting

confidence: 72%

Determining efficient values for the thermophysical properties of bulk materials

Karvatskii¹,

Panov²,

Vasylchenko³

et al. 2019

EEJET

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Розроблено методику визначення ефективних теплофiзичних властивостей сипких матерiалiв рiзного гранулометричного та матерiального складу, що базується на поєднаннi дискретного i континуального уявлень про середовище. Сформульовано задачу механотермiчного стану цилiндричного шару сипкого матерiалу для визначення його ефективних теплофiзичних властивостей. На базi дискретно-континуальних уявлень про сипке середовище запропоновано пiдхiд та розроблено методику розв'язання поставленої задачi. Розроблено алгоритм визначення ефективних значень теплофiзичних властивостей сипких матерiалiв. Числову реалiзацiю розробленої методики виконано з використанням вiльно вiдкритого програмного забезпечення (LIGGGHTS, ParaView). Пропонована методика дає змогу визначити ефективнi значення теплофiзичних властивостей сипкого матерiалу (насипної густини, ефективного коефiцiєнта теплопровiдностi та ефективного значення iзобарної масової теплоємностi) довiльного матерiального й гранулометричного складу. У цьому разi потрiбне проведення мiнiмального обсягу складних i витратних експериментальних дослiджень з наступним числовим моделюванням процесу механотермiчного стану дослiджуваного сипкого матерiалу. При цьому iстиннi фiзичнi властивостi можна брати з довiдникiв. На прикладi модельного матерiалу визначено ефективнi теплофiзичнi властивостi сипких матерiалiв за рiзного гранулометричного складу та проведено верифiкацiю розробленої методики. Встановлено, що данi розрахункiв ефективної теплопровiдностi за розробленою методикою вiдрiзняються вiд даних, отриманих за осередненими теоретичними залежностями, в межах 0,8-9,0 %. Результати дослiдження є корисними для числового аналiзу в континуальному наближеннi теплових режимiв процесiв та обладнання, де застосовуються сипкi матерiалиКлючовi слова: сипкий матерiал, дискретна i континуальна моделi, ефективнi теплофiзичнi властивостi, матерiальний i гранулометричний склад

show abstract

Section: Discussion Of Results Of Numerical Modeling Of Efficient Valsupporting

confidence: 72%

Determining efficient values for the thermophysical properties of bulk materials

Karvatskii¹,

Panov²,

Vasylchenko³

et al. 2019

EEJET

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The research results are useful when running a numerical analysis of physical fields of electro-thermal equipment, Table 1 Comparison of solutions to the problem on plasticity of bulk material, obtained by employing our own programming code, and using the software ANSYS Mechanical APDL which uses bulk materials, and are a continuation of previous studies [3,4,18].…”

Section: Results Of Numerical Studies Into Elastic-plastic State Of Bmentioning

confidence: 99%

“…where ij σ are the components of symmetric tensor of stress gain of the 2nd rank, Pa; ρ is the density, kg/m 3 When employing a criterion of the onset of the Drucker-Prager yield, a condition for the yield of bulk material (plasticity function) is written in the following form [5,6] ( )…”

Section: Materials and Methods For Examining The Elastic-plastic Statmentioning

confidence: 99%

“…Bulk carbon-graphite materials are widely used as high-temperature thermal insulators and heating elements in resistance furnaces of the electrode-manufacturing industry [1,2]. To account for the dependence of physical properties of bulk materials on pressure in the course of numerical analysis of the thermal-electric state of high-temperature furnace equipment of electrode production [3,4], it is necessary to know pressure distribution in the layers of these materials. Failure to take this dependence into account may lead to significant errors in the results of numerical analysis during development of new equipment and when working out the norms of its operation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Modification of implicit algorithm for solving a problem on the elastic plasticity of bulk materials

Karvatskii

Panov

Педченко

et al. 2017

EEJET

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

“…But in recent years there has been no decrease, but an increase in carbon oxide emissions to the atmosphere due to a significant reduction in volumes of natural gas used and growth of solid fuel combustion. Atmospheric pollution with carbon monoxide in electrode production by graphitization is particularly significant [1,2].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Estimation of the effect of temperature, the concentration of oxygen and catalysts on the oxidation of the thermoanthracite carbon material

Panov¹,

Gomelia²,

Ivanenko³

et al. 2019

EEJET

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Розглянуто вплив температури, концентрації кисню та витрати газоповітряної суміші на ефективність окислення термоантрацитного вуглецевого зернистого матеріалу з утворенням монооксиду та діоксиду вуглецю. Змодельована установка передбачала нагрівання в термокамері зразку вуглецевого матеріалу при постійному пропусканні через зону нагрівання газоповітряної суміші, отриманої при регулюванні подачі повітря та вуглекислого газу. Температурний діапазон становив 20-850 °С. Встановлено, що помітне окислення вуглецевого матеріалу в термокамері при продуванні газоповітряних сумішей із вмістом кисню 8-21 % починається при температурах вищих 500 °С, а значні концентрації монооксиду вуглецю утворюються при температурах 600-800 °С. Визначено, що за концентрації кисню 14 % вміст монооксиду карбону у димових газах мінімальний у вибраному діапазоні концентрацій кисню 8-21 %. Показано, що при використанні газової суміші, насиченої водяними парами, ефективність доокислення монооксиду карбону зростає при температурах 650-850 °С, проте при використанні марганцевого каталізатору каталітичної дії парів води не спостерігається. Запропоновано використання марганцевого каталізатора, нанесеного у вигляді мікрокристалів на поверхню вуглецевого матеріалу, що забезпечує суттєве зниження концентрацій СО при температурах 500-850 °С. Недоліком процесу є збільшення втрат вуглецевого матеріалу в 1,6-2,0 рази за рахунок прискорення процесів окислення вугілля до СО та СО 2. Представлено можливість створення визначених умов для проведення технологічного процесу окислення термоантрацитного вуглецевого зернистого матеріалу на підприємствах для забезпечення зниження вмісту монооксиду карбону в продуктах окислення Ключові слова: монооксид вуглецю, димові гази, термоантрацитна пересипка, графітація, вуглецевий матеріал, діоксид марганцю, окислення, екологічний каталіз

show abstract

Numerical analysis of the physical fields in the process of electrode blanks graphitization in the castner furnace

Cited by 10 publications

References 11 publications

Determining efficient values for the thermophysical properties of bulk materials

Determining efficient values for the thermophysical properties of bulk materials

Modification of implicit algorithm for solving a problem on the elastic plasticity of bulk materials

Estimation of the effect of temperature, the concentration of oxygen and catalysts on the oxidation of the thermoanthracite carbon material

Contact Info

Product

Resources

About