Введение
Глава 1. Основы энергосберегающих алгоритмов управления металлургическими печами. Особенности и способы моделирования металлургических аппаратов для задач АСУТП 12
1.1 Методология алгоритмизации металлургических объектов 14
1.2 Математические методы описания теплопередачи и задач с фазовыми переходами 17
1.3 Обзор программных средств для моделирования теплотехнических задач 28
Выводы по первой главе 34
Глава 2. Управление тепловым балансом электролизера для получения алюминия 35
2.1 Получение алюминия 36
2.2 Существующие способы управления тепловым балансом электролизера. Фазовые переходы как нелинейная проблема 38
2.3 Моделирование поведения настыли в алюминиевом электролизере 44
2.4 Расчет начальных переменных футеровки алюминиевого электролизера 50
2.5 Нульмерная (сосредоточенная) динамическая модель расчета поведения гарнисажа 54
2.6 Одномерная динамическая модель расчета поведения гарнисажа 56
2.7 Проведение исследований нульмерной и одномерной моделями и сравнительный анализ полученных результатов 64
2.8 Использование новой модели для расчета управляющих воздействий напряжением для энергоэффективных электролизеров 73
2.9 Стабилизация толщины бортовой настыли. Управление установкой рекупирации бортовых теплопотерь 77
Выводы по второй главе 83
Глава 3. Разработка моделей для решения задач управления нагревом материалов в печах 84
3.1 Технология нагрева материалов в печах и обзор подходов к моделированию 84
3.2 Модель нагрева материалов в конвективных печах для АСУТП 88
3.3 Проведение исследований нагрева сляба разными расчетными методами и сравнительный анализ полученных результатов 94
3.4 Алгоритм управления печью на основе модели нагрева. Модернизация АСУТП печей нагрева 100
Выводы по третьей главе 106
Глава 4. Автоматизированная система научных исследований для решения задач теплотехники 107
4.1 Понятия, характеристики и примеры применения автоматизированных систем научных исследований 108
4.2 Описание разработанного программного продукта 112
4.3 Автоматизированный подбор параметров и материалов футеровки металлургических аппаратов 115
4.4 Исследование переходных процессов при нагреве материалов в печи 120
4.5 Исследование динамики теплообмена с фазовыми переходами 122
4.6 Программа расчета изменения толщины гарнисажа в обыкновенных дифференциальных уравнениях 122
4.7 Программа расчета изменения толщины гарнисажа в частных производных по неявной четырехточечной схеме 124
4.8 Внедрение электронного обучающего курса «Виртуальная лаборатория теплотехники» 126
Выводы по четвертой главе 129
Заключение 130
Список используемых источников 131
Приложение A 145
Приложение Б 149
