W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni walcowanego wsadu. Na podstawie obliczeń analitycznych wyznaczono wartości współczynnika konwekcji i współczynnika radiacji. The aim of this paper it to present a methodology of the heat transfer coefficient determination. The values of the convective and radiative coefficients were established on the basis of analytical calculation. Słowa kluczowe: modelowanie walcowania, współczynnik przejmowania ciepła Key words: rolling process modeling,, heat transfer coefficient.Wprowadzenie. Jednym z podstawowych narzędzi wykorzystywanych obecnie do analizy procesów przeróbki plastycznej są badania realizowane na drodze obliczeń numerycznych. Dynamiczny rozwój informatyki i technologii komputerowych przyczynił się do powstania licznych profesjonalnych programów komputerowych, które umożliwiają prowadzenie szerokich analiz numerycznych procesów przeróbki plastycznej. Jakość uzyskiwanych tą drogą wyników, z jednej strony uzależniona jest od jakości posiadanego oprogramowania, a z drugiej od umiejętności i wiedzy użytkownika [1]. W pierwszej grupie możemy wymienić takie czynniki, jak: dokładność zastosowanego modelu matematycznego opisującego analizowane zjawisko, dokładność modelu numerycznego, jakość kodu programu komputerowego. Z kolei do grupy czynników związanych z umiejętnościami użytkownika należy zaliczyć: poprawny dobór warunków brzegowych i początkowych badanego procesu, krytyczną ocenę uzyskanych wyników symulacji oraz prawidłowy dobór parametrów symulacji sterujących działaniem modelu numerycznego. [...]

  W artykule dokonano charakterystyki wsadów porowatych spotykanych w praktyce przemysłowej obróbki cieplnej wyrobów metalowych. Identyfikacja cech geometrycznych tego typu elementów jest niezbędna przy wyznaczaniu ich przewodności cieplnej na drodze modelowej. Ponieważ są to elementy, w obszarze których podczas nagrzewania występuje złożony przepływ ciepła, ich własności cieplne należy trakto- wać jako wielkość o charakterze efektywnym. Wewnętrzna struktura geometryczna jest jednym z podstawowych czynników wpływających na wartość efektywnej przewodności cieplnej danego wsadu porowatego. The article characterizes porous charges that are found in the industrial practice of heat treatment of metal products. The identification of the geometrical characteristics of this type of elements is indispensable in determining their thermal conductivity by model means. As these are elements within which a complex heat transfer occurs during heating, their thermal properties should be regarded as an effective quantity. The internal geometrical structure is one of the basic factors influencing the effective thermal conductivity of a given porous charge. Słowa kluczowe: obróbka cieplna, wsad porowaty, efektywna przewodność cieplna Key words: heat treatment, porous charge, effective thermal conductivity.1. Wprowadzenie. Dla części asortymentu wyrobów metalowych jednym z etapów produkcji jest ob- róbka cieplna. W wielu przypadkach, obróbce tej pod- daje się wsad charakteryzujący się strukturą porowatą [1]. Wsad tego typu można podzielić na dwie podsta- wowe kategorie: kręgi oraz wiązki. W postaci kręgów nagrzewa się blachy, taśmy, walcówkę oraz drut. Na- tomiast w postaci wiązek obrabia się elementy długie. Wybrane przykłady wsadów porowatych z wyszcze- gólnionych kategorii przedstawiono na rys. 1. Z uwagi na porowaty charakter, kręgi oraz wiąz- ki odznaczają się zupełnie odmiennymi własnościami cieplnymi od ich fazy metalowej. Powoduje to znacz- ne tru[...]

  W artykule dokonano identyfikacji mechanizmów wymiany ciepła, jakie występują w obszarze wiązek elementów długich podczas ich nagrzewania. Przedstawiona analiza stanowi punkt wyjściowy do analitycznego wyznaczania efektywnej przewodności cieplnej wiązek. Parametr ten jest podstawową własnością cieplną wiązek. Wiedza na temat tego współczynnika jest niezbędna do modelowania procesu nagrzewania wiązek. Problem ten jest związany z optymalizacją obróbki cieplnej wiązek stalowych elementów długich. In the article an identification of heat transfer mechanisms occurring in range of long elements bundles during heating was made. Presented analysis is a starting point for analytical determination of effective thermal conductivity of the bundles. This parameter is a basic thermal property of the bundles. Knowledge about this coefficient is necessary to modelling of bundles heating process. This problem is connected with heat treatment optimization of steel long elements bundles. Słowa kluczowe: obróbka cieplna, wsad porowaty, wiązki elementów długich, efektywna przewodność cieplna Key words: heat treatment, porous charge, long elements bundles, effective thermal conductivity.Wprowadzenie. W praktyce przemysłowej ob- róbki cieplnej elementów stalowych, w wielu sytu- acjach spotykamy się z nagrzewaniem wsadu o struk- turze porowatej. Jeden z rodzajów tego typu wsadów stanowią wiązki elementów długich [1, 2]. Wsady te charakteryzują się znaczną długością w stosunku do wymiarów poprzecznych, co sprawia, że ich nagrzewa- nie można traktować jako problem jednowymiarowy. W zależności od geometrii elementów tworzących daną wiązkę, jej przekrój poprzeczny może być okrągły lub prostokątny. Przykładowe modele omawianych wiązek przedstawiono na rys. 1.Podstawową cechą tych wsa- dów jest znaczna anizotropia struktury wewnętrznej, co jest spowodowane proporcją wymiarów tworzących je elementów. Podstawowym skutkiem takiej struktury wiązek z punktu widzenia [...]

  Mając na uwadze troskę o poszanowanie energii, wielu producentów materiałów budowlanych oferuje produkty, których właściwości pozwalają na zmniejszenie zużycia energii cieplnej. Jednym z nich jest system stropowy KONBET TERMO SYSTEM. Elementy tego systemu mogą być stosowane jako wypełnienie przestrzeni między kratownicowymi belkami stropowymi, takich rozwiązań jak TERIVA, FERT. W ramach systemu proponowane są trzy warianty konstrukcyjne o różnej izolacyjności cieplnej. W artykule przedstawiono metodykę obliczeń właściwości termoizolacyjnych systemu stropowego KONBET TERMO SYSTEM na podstawie: ● oporu cieplnego R [m2 K/W]; ● oporu przenikania ciepła Rk - jest to suma oporu cieplnego na grubości przegrody i oporów wnikania ciepła na jej powierzchniach zewnętrznych. W przypadku płaskiej poziomej przegrody wielkość tę opisuje zależność: Rk = Rα-d +R + Rα-g gdzie: Rα-d - opór wnikania ciepła na dolnej powierzchni przegrody; R - opór cieplny przegrody; Rα-g - opór wnikania ciepła na górnej powierzchni przegrody; ● współczynnika przenikania ciepła U [W/(m2 K)]. Obliczenia wykonano zgodnie z normą PN-EN ISO 6946 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania. Charakterystyka systemu stropowego W skład systemu stropowego KONBET TERMO SYSTEM wchodzą trzy rozwiązania konstrukcyjne, różniące się elementami stosowanymi do wypełniania przestrzeni między belkami stropowymi: ● wariant 1 - pustak keramzytowy s[...]

  W artykule przedstawiono metodykę obliczania efektywnej przewodności cieplnej kręgu stalowej taśmy, traktowanego jako wsad porowaty. Z uwagi na swoją strukturę krąg taśmy charakteryzuje się anizotropią własności, przez co jego własności cieplne w kierunku osiowym i promieniowym znacznie od siebie odbiegają. Osiowa przewodność cieplna λz jest niemal równa przewodności cieplnej taśmy i zależy jedynie od porowatości kręgu. Promieniowa przewodność cieplna λr zależy od składu atmosfery pieca, grubości taśmy, porowatości zwoju oraz od siły, z jaką został on nawinięty. Wartość tego współczynnika w zależności od wymienionych parametrów wynosi od 15 do 80 % przewodności cieplnej taśmy. Dokładna wiedza na temat kształtowania się wartości współczynników λz i λr zwoju jest niezbędna do prawidłowego modelowania procesów nagrzewania i chłodzenia podczas obróbki cieplnej. The article presents a methodology of computation of the thermal conductivity of a steel strip coil, being regarded as a porous charge. Considering its structure, a coil of strip is characterized by anisotropy of its properties, because of which its thermal properties in the axial and radial directions considerably deviate from one another. The axial thermal conductivity, λz, in nearly equal to the thermal conductivity of the strip, while depending only on the porosity of the coil. The radial thermal conductivity, λr, on the other hand, depends on furnace atmosphere composition, strip thickness, coil porosity and the force with which the coil has been wound. The value of the radial thermal conductivity ranges from 15 to 80 % of the strip thermal conductivity, depending on the above-mentioned parameters. A detailed knowledge on developing of the values of the coefficients λz andlr for a coil is necessary for the proper modelling of heating and cooling processes during heat treatment. Słowa kluczowe: obróbka cieplna, kręgi blachy, piece kołpakowe, modelowa[...]

  W artykule omówiono przykładową strukturę i zasadę działania modułu termicznego, jaki może być wykorzystany w programach do zinte- growanego modelowania procesów obróbki cieplnej wsadów stalowych o strukturze porowatej. Przedstawiono metodykę tworzenia sche- matu różnicowego dla dwu- wymiarowego elementu walcowego, jakim zastępuje się wsad w postaci wiązki prętów. Przedstawiono również metodykę określania efektywnej przewodności cieplnej wsadów porowatych bazującą na wykorzystaniu analogii cieplno-elektrycznej. Exemplary structure and work principle of the thermal module was discussed in the peper. This module can be used in programmes used for integrated modeling of heat treatment processes of the porous structure of the steel charges. The methodology of creating differencing scheme of two - dimensional cylindrical element, which is used to represent the charge in the form of a bundle of rods, was shown. The methodology of determining the effective thermal conductivity of porous charges based on the use of thermo-electric analogy also was presented. Słowa kluczowe: wsad porowaty, obróbka cieplna, modelowanie zintegrowane, efektywna przewodność cieplna Key words: porous charge, heat treatment, integrated modelling, the effective thermal conductivity.1. Wprowadzenie. Operacje technologiczne zwią- zane z obróbką cieplną wyrobów stalowych mogą istotnie wpływać na wydajność i energochłonność pro- dukcji, emisję zanieczyszczeń oraz jakość gotowych produktów [1, 2]. Z tego względu dąży się do uzyska- nia precyzyjnej, a zarazem ciągłej kontroli parametrów technologicznych związanych z przebiegiem tych pro- cesów. Podstawową trudnością przy realizacji takiej kontroli jest brak możliwości bezpośredniego monito- rowania zmian mikrostruktury obrabianego materiału. Zmiany te można określić jedynie pośrednio, opiera- jąc się na danych z czujników mierzących temperaturę w wybranych punktach pieca. Podejście to jest mało dogodne, ponieważ mierzona w[...]

  Pręty stalowe wytwarzane są w procesie walcowania, przez co charakteryzują się umocnieniem i niskimi własnościami plastycznymi. Dla wielu zastosowań własności takie są nieodpowiednie, co wymusza realizację obróbki cieplnej prętów. W artykule zilustrowano ten proces dla nagrzewania prętów w formie cylindrycznych wiązek. Przeanalizowano problem transportu ciepła w obszarze wiązki prętów, z uwzględ- nieniem problemu powstawania na ich powierzchni warstwy zgorzeliny. Dokonano również analizy wyników badań wstępnych dotyczących tego problemu. Steel bars are manufactured in the rolling process, whereby they are characterized by strain hardening and poor plastic properties. In many application instances such properties and inadequate, which necessitates heat treatment. The article illustrates the way in which this process is carried out. Moreover, it examines the heat transfer process in a bundle of steel bars, while allowing for the problem of formation of a scale layer on the bar surface. An analysis of the results of preliminary research into this problem has also been made. Słowa kluczowe: obróbka cieplna prętów, nagrzewanie wiązek prętów, efektywna przewodność cieplna, wsad porowaty, utlenianie stali Key words: heat treatment, effective thermal conductivity, heat transfer, charge on porous structure, oxidizing steel.1. Wprowadzenie. Pręty stalowe znajdują szerokie zastosowanie jako półprodukt do dalszej przeróbki. Z uwagi na fakt, iż wytwarzane są one w procesie walcowania, w stanie surowym charakteryzują się umocnieniem i niskimi własnościami plastycznymi. W wielu przypadkach zastosowań, własności takie są nieodpowiednie, co wymusza konieczność obróbki cieplnej. Przy realizacji takiej obróbki pręty można nagrzewać w postaci gęsto upakowanych wiązek o kształcie cylindrycznym [1, 2]. Tego typu wsad charakteryzuje się występowaniem w swej objętości dwóch faz, stałej i gazowej. Fazę stałą stanowią poszczególne pręty, a fazę gazową, ośrodek który [...]

  Współczesne kamery termowizyjne dzięki zaawansowanej technologii wytwarzania detektorów podczerwieni charakteryzują się dużą roz- dzielczością temperaturową i przestrzenną. Jednocześnie są one stosunkowo małe, lekkie i pobierają niewielkie ilości energii. Cechy te sprawiają, iż termowizja w podczerwieni jest bardzo dogodną metodą diagnostyczną, znajdując zastosowanie w medycynie, nauce, technice i przemyśle. W artykule podano przykłady zastosowania termowizji do diagnostyki wybranych urządzeń cieplnych działających w warun- kach przemysłowych i laboratoryjnych. Badanymi urządzeniami przemysłowymi są piec kadziowy oraz kocioł wodny. Natomiast testowa- nymi urządzeniami laboratoryjnym są elektryczny piec komorowy oraz aparat Poensgena. Modern thermal imaging cameras thanks to advanced technology of infrared detectors are characterized by high temperature and spatial resolution. At the same time they are relatively small, lightweight, and consume small amounts of energy. These features make the infrared thermography a very convenient diagnostic method, finding application in medicine, science, technology and industry. The article gives examples of the use of thermography for diagnostics selected thermal devices which operating in industrial and laboratory. The tested industrial devices are ladle furnace and water boiler. In contrast, the tested laboratory devices are the electric chamber furnace and Poensgen apparatus. Słowa kluczowe: termowizja, promieniowanie cieplne, diagnostyka, urządzenia cieplne Key words: thermovision, thermal radiation, diagnosis, thermal devices.1. Wprowadzenie. Każde ciało o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego (0 K) emituje promie- niowanie cieplne mające postać fali elektromagnetycz- nej. W widmie fal elektromagnetycznych, promienio- wanie cieplne występuje między promieniowaniem X oraz falami radiowymi i zawiera się w zakresie fal o długości od 0,1 do 1000 mm [1]. Natężenie promie- niowania cieplnego emit[...]

  W artykule przedstawiono wyniki obliczeń współczynników wnikania ciepła (całkowitego, konwekcyjnego i radiacyjnego) uzyskane dla wsadu w kształcie walca nagrzewanego w elektrycznym piecu komorowym. Obliczenia wykonano na drodze numerycznej, z wykorzysta- niem metody różnic skończonych. Do wykonania obliczeń wykorzystano dane z pomiarów eksperymentalnych. Otrzymane wyniki obliczeń dają zarówno ilościowy, jak i jakościowy obraz analizowanego zagadnienia. W drugim przypadku, wskazują na udział poszczególnych sposobów wymiany ciepła (konwekcja swobodna, promieniowanie cieplne) w dostarczaniu ciepła do powierzchni nagrzewanego wsadu. The article presents the results of a calculation of heat transfer coefficients (total, convection and radiation) obtained for the charge in the form of a cylinder to be heated in the electric furnace chamber. The calculations were performed numerically using the finite difference method. To the calculation were used the data of measurements performed in the laboratory. The obtained results gives both quantitative and qualitative information about analysed issue. In the second case, it shows the participation of the various mechanisms of heat transfer (free convection, thermal radiation) through which the heat is supplied to the treated charge. Słowa kluczowe: obróbka cieplna, modelowanie, warunki brzegowe Key words: heat treatment, modelling, boundary conditions.Wprowadzenie. Nagrzewanie wsadu podczas ob- róbki cieplnej jest jednym z kluczowych etapów wy- twarzania produktów stalowych. W celu uzyskania wymaganych własności mechanicznych, konieczne jest jak najbardziej równomierne nagrzanie wsadu, do wymaganej temperatury końcowej. Istotne jest rów- nież, aby dokonać tego przy jak najmniejszym koszcie, co jest związane z minimalizacją czasu nagrzewania. Dzięki wprowadzeniu komputerów, sterowanie proce- sami cieplnymi związanymi z obróbką cieplną, oraz ich optymalizacja, od przeszło trzech dekad realizowane jes[...]

  W artykule przedstawiono problem przewodzenia kontaktowego wystę􀀐 pującego podczas procesów obróbki cieplnej stalowego wsadu porowa􀀐 tego. Podstawą do przeprowadzonej analizy były wyniki badań ekspery􀀐 mentalnych efektywnej przewodności cieplnej kef płaskich złóż prętów o różnym sposobie ułożenia (przestawionym, szeregowym i krzyżo􀀐 wym). Badaniom poddano 12 próbek zbudowanych z prętów o średni􀀐 cach 10, 20, 30 i 40 mm - po trzy próbki dla każdej średnicy. Następnie na podstawie analizy oporów termicznych dokonano obliczeń współ􀀐 czynnika przewodzenia kontaktowego hkt tych próbek. Parametr ten dla analizowanych próbek zależnie od ich ułożenia, średnicy prętów oraz temperatury wynosi od 50 do 175 W/(m2×K). Słowa kluczowe: przewodzenie kontaktowe, wsad porowaty, efektywna przewodność cieplna, obróbka cieplna stali, wiązki prętów.Wprowadzenie. Zjawisko kontaktowego przewodze􀀐 nia ciepła pomiędzy przylegającymi do siebie powierzch􀀐 niami ciał stałych występuje w wielu obszarach techniki i technologii. Najczęściej w zakresie tym podaje się krio􀀐 genikę, lotnictwo oraz technologie kosmiczne, energetykę jądrową, nanotechnologie oraz mikroelektronikę [8]. Kon􀀐 taktowe przewodzenie ciepła odgrywa również istotną rolę w licznych procesach związanych z wytwarzaniem i prze􀀐 twarzaniem wyrobów stalowych. Opisywane w tym zakre􀀐 sie przypadki zazwyczaj dotyczą: procesu ciągłego odlewa􀀐 nia stali, procesów przeróbki plastycznej oraz technologii "Hot stamping" [2, 3]. W pierwszym przypadku dotyczy to kontaktu pasma z rolkami wyciągającymi oraz podtrzy􀀐 mującymi, znajdującymi się w strefie chłodzenia wtórnego. W procesach przeróbki plastycznej zachodzi szereg zjawisk cieplnych, jednak największy udział ma przewodzenie kon􀀐 taktowe pomiędzy wsadem a narzędziem, które wpływa zarówno na przebieg procesu odkształceni[...]