Simulation of electric resistance furnace operation by means of numerical modelling

Contents A method of analysing thermal processes in electric resistance furnace, using the numerical technique and the one-dimensional, multidirectional, nonlinear model is presented. The way of calculation is shown on examples of real industrial furnaces. The analysis of heating-up with constant power and with constant temperatur speed are shown. The examination of model imperfection is carried out, including one-dimension representation, time and space discretization, non-constancy of thermophysical parameters and the effect of ambience. Practical aspects of method application are metioned.

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Simulation der Wärmeprozesse in Widerstandsöfen mittels eines numerischen Modells-Möglichkeiten und Grenzen

Übersicht Die dargestellte Methode zur Analyse der Wärmeprozesse in Widerstandsöfen umfaßt die numerische Behandlung und das eindimensionale nichtlineare Mehrwegmodell. Die Berechnung wird am Beispiel realer Industrieöfen erklärt. Eine Analyse der Anheizung mit konstanter Leistung und mit konstanter Temperaturgeschwindigkeit wird durchgeführt. Die Fehlerquellen des Modells werden quantitativ untersucht, und zwar die eindimensionale Darstellung, Zeit- und Raumdiskretisation, nichtkonstante Wärmeparameter und der Einfluß der Umgebung. Praktische Ausblicke der Methodenanwendung werden erwähnt.

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List of symbols B speed of temperature rising - c specific heat - C_c radiation constant of the black body - d thickness - E energy - G conductance - J node point - m mass - P power - S surface - T absolute temperature, temperature - TN new temperature - t time - x space coordinate - overall heat transfer coefficient - emissivity - thermal conductivity - mass density - temperature - aperature factorIndices ak accumulated - a outer, ambient - c convection - g loss - gr heater - i, j order numbers - n normal - otv opening - p floor, surface - r radiation - rad radiation through openings - s charge, overall - sp surface - sr average - st steady state - u inner - z wall - zad reference