UA25052U - Method for determining the temperature of a workpiece in a high-temperature heating furnace - Google Patents
Method for determining the temperature of a workpiece in a high-temperature heating furnace Download PDFInfo
- Publication number
- UA25052U UA25052U UAU200702600U UAU200702600U UA25052U UA 25052 U UA25052 U UA 25052U UA U200702600 U UAU200702600 U UA U200702600U UA U200702600 U UAU200702600 U UA U200702600U UA 25052 U UA25052 U UA 25052U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- temperature
- heat pipe
- workpiece
- determining
- workpieces
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000006146 oximation reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для визначення температури 2 заготовок в печах графітації та інших високотемпературних агрегатах.The useful model belongs to measuring equipment and can be used to determine the temperature of 2 workpieces in graphitization furnaces and other high-temperature units.
Одним з параметрів, що характеризують процес графітації, є температура заготовок в печі. За цією температурою можна відслідковувати процеси, які відбуваються при нагріванні заготовок, а при досягненні її кінцевого значення 2500-30002С і відповідній витримці за часом, визначити завершення процесу графітації.One of the parameters characterizing the graphitization process is the temperature of the workpieces in the furnace. By this temperature, it is possible to monitor the processes that occur during the heating of the workpieces, and upon reaching its final value of 2500-30002C and the corresponding exposure time, determine the completion of the graphitization process.
Найбільш близьким до пропонованого рішення є спосіб визначення температури об'єктів вимірювання у високотемпературних печах |Кузнецов Д.М., Фокин В.П. Процесс графитации углеродньїх материалов.The closest to the proposed solution is the method of determining the temperature of measurement objects in high-temperature furnaces |Kuznetsov D.M., Fokin V.P. The process of graphitization of carbon materials.
Современнье методьї исследования. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. - С.28-29|Ї, при якому в піч встановлюють графітовий тепловід у вигляді стержня (тобто циліндра з осьовим каналом) так, щоб перший його кінець перебував в контакті з об'єктом вимірювання, а другий кінець був спрямований до стінки печі. На другому кінці тепловоду підтримують постійну температуру шляхом примусового охолодження. Вимірюють температуру в одній проміжній точці поздовжньої осі тепловоду і по номограмі визначають температуру гарячого кінця заготовок. Спосіб передбачає створення теплоізоляції на боковій поверхні тепловоду.Modern research methods. - Novocherkassk: YURGTU, 2001. - P. 28-29|Y, in which a graphite heat pipe is installed in the furnace in the form of a rod (that is, a cylinder with an axial channel) so that its first end is in contact with the object of measurement, and the second the end was directed towards the furnace wall. At the other end of the heat pipe, a constant temperature is maintained by forced cooling. The temperature is measured at one intermediate point of the longitudinal axis of the heat pipe and the temperature of the hot end of the workpieces is determined by the nomogram. The method provides for the creation of thermal insulation on the side surface of the heat pipe.
Вказаний спосіб не може забезпечити задовільну точність визначення температури, оскільки базується на експериментальному визначенні температури лише в одній проміжній точці, що при нелінійному розподілі температури у тепловоді є недостатнім для забезпечення необхідної достовірності апроксимації. Додаткова 720 похибка способу виникає Через низьку ефективність адіабатичної оболонки тепловоду при високих температурах, тому що при таких температурах (більше 200022) практично неможливо забезпечити теплоізоляцію тепловоду без внесення істотних викривлень в дійсне температурне поле печі. Крім того, відомий спосіб визначення температури є складним у виконанні, так як потребує забезпечення тепловода теплоізоляцією і примусового охолодження одного з його кінців при температурах вище за 2000 9С і тому не знайшов промислового застосування. -This method cannot provide satisfactory accuracy of temperature determination, as it is based on experimental determination of temperature at only one intermediate point, which is insufficient to ensure the required accuracy of the approximation in the case of non-linear temperature distribution in the heat pipe. An additional 720 error of the method arises due to the low efficiency of the adiabatic shell of the heat pipe at high temperatures, because at such temperatures (more than 200022) it is practically impossible to provide thermal insulation of the heat pipe without introducing significant distortions into the actual temperature field of the furnace. In addition, the known method of determining the temperature is difficult to perform, as it requires providing the heat conductor with thermal insulation and forced cooling of one of its ends at temperatures above 2000 9C and therefore has not found industrial application. -
В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу визначення температури заготовок у високотемпературних печах, при якому вимір температури одночасно в кількох точках осі тепловоду і використання нової залежності при розрахунку температури дозволить спростити його і підвищити точність сч зр Визначення температури заготовок.The basis of a useful model is the task of improving the method of determining the temperature of workpieces in high-temperature furnaces, in which the measurement of temperature simultaneously at several points of the axis of the heat pipe and the use of a new dependence when calculating the temperature will simplify it and increase the accuracy of determination of the temperature of workpieces.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення температури заготовок у високотемпературних М) печах, який включає вимір температури по поздовжній осі графітового тепловода циліндричної форми з осьовим о каналом, установленого таким чином, щоб один кінець контактував з заготовкою, а другий був спрямований до стінки печі, відповідно до корисної моделі, вимір температури роблять одночасно щонайменше в трьох ІФ) проміжних точках поздовжньої осі тепловода, а температуру заготовок, визначають як величину відповідну сч коефіцієнту То по наступній залежності: тру тре « де То - температура заготовок, С не) с х - відстань від першого кінця тепловоду до проміжної точки, мм; "з 7Т(х) - виміряне значення температури в точці х, СThe problem is solved by the fact that in the method of determining the temperature of workpieces in high-temperature M) furnaces, which includes temperature measurement along the longitudinal axis of a graphite heat pipe of cylindrical shape with an axial channel, installed in such a way that one end is in contact with the workpiece, and the other is directed to the wall furnace, according to a useful model, the temperature is measured simultaneously in at least three IF) intermediate points of the longitudinal axis of the heat pipe, and the temperature of the workpieces is determined as the value corresponding to the coefficient of To according to the following dependence: where To is the temperature of the workpieces, С ne) s x - distance from the first end of the heat pipe to the intermediate point, mm; "z 7T(x) - the measured value of the temperature at the point x, С
А - коефіцієнт, який визначається з регресійного аналізуA is a coefficient determined from regression analysis
Вимір температури одночасно в кількох проміжних точках поздовжньої осі тепловода дозволив установити, кю 15 що розподіл температури по довжині тепловоду, який є циліндром, має характер близький до експоненціального.Temperature measurement simultaneously at several intermediate points of the longitudinal axis of the heat pipe made it possible to establish that the temperature distribution along the length of the heat pipe, which is a cylinder, is close to exponential in nature.
Експериментальне визначено: якщо обрати залежність виду (1), установлену розрахунковим шляхом, як таку, що (9) визначає апроксимацію розподілу температури вздовж осі циліндру, то коефіцієнти залежності (1) у кожний о момент часу будуть визначатися граничними умовами тепловоду. Пропонований спосіб базується на визначенні коефіцієнтів залежності (1) по значенню температури щонайменше в трьох проміжних точках поздовжньої осі 1 50 тепловоду для кожного моменту часу. Після цього можна визначити температуру для цих моментів часу в "з будь-якій точці тепловоду, в тому числі і на його першому кінці (хХ-0). Таким чином, температура в місці контакту з заготовкою визначається, як величина коефіцієнту Т о залежності (1). Збільшення кількості точок виміру температури підвищує точність апроксимації, тобто точність визначення коефіцієнта А, і, тим самим, підвищує точність обчислення коефіцієнту То, величина якого відповідає температурі заготовки. Тому що спосіб, що заявляється, базується на використанні нової залежності при визначенні температури заготовок, с виведеної завдяки вимірам температури одночасно в декількох точках осі тепловода, підвищується точність визначення температури заготовки і відпадає необхідність у технологічно складній операції по примусовому охолодженню одного з його кінців, що істотно спрощує застосування способу. Вимірювання температури менш ніж у трьох точках осі тепловода є не достатнім для забезпечення необхідної достовірності апроксимації при бо експоненціальному розподілу температури у тепловоді, тому не забезпечує задовільну точність визначення температури.It is determined experimentally: if we choose the dependence of type (1), established by calculation, as such that (9) determines the approximation of the temperature distribution along the axis of the cylinder, then the coefficients of dependence (1) at each instant of time will be determined by the boundary conditions of the heat pipe. The proposed method is based on determining the dependence coefficients (1) on the temperature value at least in three intermediate points of the longitudinal axis 1 50 of the heat pipe for each moment of time. After that, it is possible to determine the temperature for these moments of time at "from any point of the heat pipe, including at its first end (хХ-0). Thus, the temperature at the point of contact with the workpiece is determined as the value of the coefficient T of the dependence ( 1). Increasing the number of temperature measurement points increases the accuracy of the approximation, that is, the accuracy of determining the coefficient A, and thereby increases the accuracy of calculating the coefficient To, the value of which corresponds to the temperature of the workpiece. Because the proposed method is based on the use of a new dependence when determining the temperature of workpieces, derived thanks to simultaneous temperature measurements at several points of the heat pipe axis, increases the accuracy of determining the temperature of the workpiece and removes the need for a technologically complex operation of forced cooling of one of its ends, which significantly simplifies the application of the method. Measuring the temperature at less than three points of the heat pipe axis is not sufficient to ensure the necessary reliability of the apr oximation with exponential distribution of temperature in the heat pipe, therefore does not provide satisfactory accuracy of temperature determination.
Таким чином, сукупність ознак, що заявляється, є необхідною і достатньою для досягнення поставленої задачі.Thus, the set of features that is claimed is necessary and sufficient to achieve the given task.
Приклад визначення температури торця електродної заготовки. бо Здійснення способу, що заявляється, пояснюється за допомогою Фіг.1, на якому зображено поздовжній розріз тепловоду та характер розподілу температури вздовж його осі.An example of determining the temperature of the end of an electrode workpiece. Because the implementation of the claimed method is explained with the help of Fig. 1, which shows the longitudinal section of the heat pipe and the nature of the temperature distribution along its axis.
Для визначення температури торця електродної заготовки в печі графітації виготовляють з графіту циліндричний тепловід 1Т довжиною, що дорівнює товщині шару бічної теплоізоляції. Вздовж осі тепловодуTo determine the temperature of the end of the electrode blank in the graphitization furnace, a cylindrical heat pipe of 1T length, equal to the thickness of the lateral thermal insulation layer, is made of graphite. Along the axis of the heat pipe
Висвердлюють не наскрізний канал 2, в який закладають термопарний пакет так, щоб "гарячі" спаї термопар З розташувалися на заданих відстанях (х., Хо, ..., Хл, де п - кількість термопар) від "глухого" кінця 4 тепловоду.A non-through channel 2 is drilled into which a thermocouple package is inserted so that the "hot" junctions of thermocouples Z are located at specified distances (x., Xo, ..., Xl, where n is the number of thermocouples) from the "dull" end 4 of the heat pipe.
Під час формування керна печі графітації встановлюють тепловід так, щоб його "глухий" кінець 4 перебував в контакті з торцем електродної заготовки, а другий кінець 5 розташувався біля пічної стіни, через отвір в якій виводять дроти термопар. 70 Під час кампанії графітації в точках встановлення термопар З для поточного моменту часу вимірюють температуру тепловоду (Т(х4), Т(хХ2), .... ПЦ(Хіи)). По отриманим даним методом логарифмування визначають коефіцієнти То и А залежності (1). При цьому коефіцієнт То має фізичний зміст температури першого ("глухого") кінця 4 тепловоду і цю величину можна вважати значенням температури заготовки для поточного моменту часу.During the formation of the core of the graphitization furnace, the heat pipe is installed so that its "dull" end 4 is in contact with the end of the electrode blank, and the other end 5 is located near the furnace wall, through the hole in which the thermocouple wires are brought out. 70 During the graphitization campaign, the temperature of the heat pipe (T(х4), T(хХ2), .... PC(Хий)) is measured at the installation points of thermocouples З for the current moment of time. The coefficients То and А of the dependence (1) are determined by the logarithmic method obtained. At the same time, the coefficient To has the physical meaning of the temperature of the first ("dull") end 4 of the heat pipe, and this value can be considered the value of the temperature of the workpiece for the current moment of time.
Пропонований спосіб був випробуваний на ВАТ "Укрграфіт", отримані результати представлені у вигляді 7/5 рафіків на Фіг.2 і 3. На рисунках показані температурні лінії, отримані в результаті визначення температури за пропонованим способом (2) і температурні лінії за способом по прототипу (1). Точка З на Фіг.2 відповідає температурі заготовки, яка виміряна контрольною термопарою, закріпленою на торці заготовки, а на Фіг.З - контрольній температурі заготовки, яка виміряна за допомогою пірометра. Лінії 1 і 2 у точці х-0 відображають температуру гарячого кінця тепловода, що відповідає температурі заготовки.The proposed method was tested at OJSC "Ukrgrafit", the obtained results are presented in the form of 7/5 graphs in Fig. 2 and 3. The figures show the temperature lines obtained as a result of determining the temperature by the proposed method (2) and the temperature lines by the method according to the prototype (1). Point C in Fig. 2 corresponds to the temperature of the workpiece, which is measured by a control thermocouple fixed on the end of the workpiece, and in Fig. 3 - the control temperature of the workpiece, which is measured using a pyrometer. Lines 1 and 2 at point x-0 reflect the temperature of the hot end of the heat pipe, which corresponds to the temperature of the workpiece.
З приведених даних видно, що в точці х-0, яка відповідає температурі заготовки, пропонований спосіб дозволяє одержати результати більш близькі до реальних температур, так на Фіг.2 (при рівнях вимірюваних температур до 100022) розбіжність реальної температури з температурою по прототипу вище 259С, а з температурою по способу, що заявляється, не більше 102С. На Фіг.3 (при рівнях вимірюваних температур вище 10002) розбіжність реальної температури з температурою по прототипу вище 1002С, а з температурою по способу, що заявляється, "- 4090. -From the given data, it can be seen that at the point x-0, which corresponds to the temperature of the workpiece, the proposed method allows you to obtain results closer to real temperatures, so in Fig. 2 (at measured temperature levels up to 100022) the difference between the real temperature and the temperature according to the prototype is higher than 259С , and with a temperature of no more than 102C according to the claimed method. In Fig. 3 (at measured temperature levels above 10002), the discrepancy between the real temperature and the temperature according to the prototype is above 1002С, and with the temperature according to the claimed method, "- 4090. -
З вищесказаного видно, що спосіб, що заявляється, дозволяє підвищити точність визначення температури заготовок у високотемпературних печах, що призводить до поліпшення якості готової продукції.It can be seen from the above that the proposed method allows to increase the accuracy of determining the temperature of the workpieces in high-temperature furnaces, which leads to an improvement in the quality of finished products.
Крім того, удосконалення способу, що призводить до виключення необхідності використання примусового охолодження і теплоізоляції тепловода не тільки спрощує його, але і дозволяє знизить витрати на його с впровадження. ю «в)In addition, the improvement of the method, which leads to the elimination of the need to use forced cooling and thermal insulation of the heat conductor, not only simplifies it, but also allows to reduce the costs of its implementation. i "c)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200702600U UA25052U (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Method for determining the temperature of a workpiece in a high-temperature heating furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200702600U UA25052U (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Method for determining the temperature of a workpiece in a high-temperature heating furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA25052U true UA25052U (en) | 2007-07-25 |
Family
ID=38469915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200702600U UA25052U (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Method for determining the temperature of a workpiece in a high-temperature heating furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA25052U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472119C1 (en) * | 2011-05-16 | 2013-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of defining graphitisation furnace core temperature |
-
2007
- 2007-03-12 UA UAU200702600U patent/UA25052U/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472119C1 (en) * | 2011-05-16 | 2013-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of defining graphitisation furnace core temperature |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2007083498A1 (en) | Temperature estimation method and device | |
| CN106644781B (en) | A kind of metal fatigue life-span prediction method based on the analysis of surface of test piece Temperature Evolution | |
| Dolan et al. | Quench factor analysis of aluminium alloys using the Jominy end quench technique | |
| CN113049629A (en) | Thermal diffusion performance measurement system and method | |
| KR101533542B1 (en) | Method for tgmf life predicting of thermal barrier coating | |
| JP2012141283A (en) | Transformation plasticity coefficient measuring apparatus and method for measuring transformation plasticity coefficient | |
| TWI394940B (en) | Metal surface temperature measuring device | |
| CN114295491A (en) | Prediction method for creep damage and time evolution behavior of deformation | |
| CN104568187B (en) | A kind of kiln temperature detection method and device | |
| CN111474204B (en) | Method for testing heat conductivity coefficient of cylindrical sample by punching method | |
| UA25052U (en) | Method for determining the temperature of a workpiece in a high-temperature heating furnace | |
| KR900005780B1 (en) | Heat measuring apparatus of lnner tube | |
| CN111595901A (en) | Device and method for measuring heat conductivity coefficient of refractory material | |
| RU2704558C1 (en) | Method of determining core graphitration furnace temperature | |
| CN107966472B (en) | Nondestructive rapid measurement method for high-temperature contact thermal resistance | |
| RU2460063C1 (en) | Method of determining heat conductivity and temperature conductivity of solid-state body in nonsteady thermal conditions | |
| Kadjo et al. | A new transient two-wire method for measuring the thermal diffusivity of electrically conducting and highly corrosive liquids using small samples | |
| CN109506806B (en) | Method for simultaneously measuring internal temperature and thickness of high-temperature structure under transient condition | |
| RU2472119C1 (en) | Method of defining graphitisation furnace core temperature | |
| Biryukov et al. | Diagnosis of temperature conditions in metals when heated in continuous furnaces | |
| RU66055U1 (en) | DEVICE FOR NON-CONTACT DETERMINATION OF THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF THE HEAT CONDUCTIVITY COEFFICIENT OF SOLID ELECTRIC WIRING MATERIALS | |
| Wikström et al. | Estimation of the transient surface temperature, heat flux and effective heat transfer coefficient of a slab in an industrial reheating furnace by using an inverse method | |
| RU2608572C2 (en) | Method of graphitization furnace core temperature determining | |
| Pedrazzi et al. | A transient method for the experimental evaluation of interface heat transfer coefficients at different contact pressures: The case of aluminum and copper interplay | |
| CN105303043B (en) | Reduce the data processing method of laser flash method effect of heating-pulse width |