Preview

Proceedings in Cybernetics

Advanced search

Mathematical modeling of heat exchange in two-stage rotating cylinder

https://doi.org/10.35266/1999-7604-2026-1-8

Abstract

The paper considers calculating the heating and cooling of a two-stage rotating cylinder in a dry granulation unit for liquid blast furnace slag. In order to address the issue, the authors develop a mathematical model and an algorithm for estimating the temperature field of the two-stage rotating cylinder upon intense end heating and lateral surface cooling. The study proposes the implementation of the numerical scheme with set initial data in computer optimization of the cylinder's heat exchange parameters when designing a shaft disk atomizer of the aforementioned unit.

 
 
 

About the Authors

N. N. Sinitsyn
Cherepovets State University, Cherepovets; Cherepovets Higher Military Engineering School of Radio Electronics, Cherepovets
Russian Federation

Doctor of Sciences (Engineering), Professor



Yu. V. Gribkova
Cherepovets Higher Military Engineering School of Radio Electronics, Cherepovets
Russian Federation

Candidate of Sciences (Engineering), Docent



I. A. Sarycheva
Cherepovets Higher Military Engineering School of Radio Electronics, Cherepovets
Russian Federation

Candidate of Sciences (Engineering), Docent



N. V. Zapatrina
Cherepovets Higher Military Engineering School of Radio Electronics, Cherepovets
Russian Federation

Candidate of Sciences (Engineering), Docent



E. V. Golitsyna
Cherepovets Higher Military Engineering School of Radio Electronics, Cherepovets
Russian Federation

Candidate of Sciences (Engineering), Docent



O. S. Razinkova
Cherepovets State University, Cherepovets
Russian Federation

Postgraduate



References

1. Zhang H., Wang H., Zhu X. et al. A review of waste heat recovery technologies towards molten slag in steel industry // Applied Energy. 2013. Vol. 112. P. 956–966.

2. Pickering S. J., Hay N., Roylance T. F. et al. New process for dry granulation and heat recovery from molten blast-furnace slag // Ironmaking and Steelmaking. 1985. Vol. 12, no. 1. P. 14–20.

3. Каппес Х., Мичелс Д. Сухая грануляция шлака с утилизацией энергии – от рождения идеи до пилотной установки // Черные металлы. 2015. № 5 (1001). С. 46–52.

4. Yu P., Wang S., Li Y. et al. A review of granulation process for blast furnace slag // MATEC Web of Conferences. 2016. Vol. 68.

5. Xie D., Jahanshahi S., Norgate T. Dry granulation to provide a sustainable solution for slag treatment // Proceedings of the Conference "Sustainable Mining 2010", August 17–19, 2010, Kalgoorlie, Australia. Carlton, Vic. : AusIMMP, 2010. P. 22–28.

6. Barati M., Esfahani S., Utigard T. A. Energy recovery from high temperature slag // Energy. 2011. Vol. 36, no. 9. P. 5440–5449.

7. Галлей А. И., Наумкин В. В., Сукинова Н. В. и др. Схемы переработки металлургических шлаков // Сталь. 2007. № 2. С. 144.

8. Филатов С. В., Лозович А. В., Титов В. Н. и др. Анализ работы доменных печей при высокой интенсивности плавки // Металлург. 2017. № 10. С. 18–21.

9. Филатов С. В., Курунов И. Ф., Титов В. Н. и др. Внедрение энергоэффективных решений при выплавке чугуна в ПАО «НЛМК» // Металлург. 2019. № 4. С. 25–28.

10. Онорин О. П., Полинов А. А., Павлов А. В. и др. О возможности использования теплового баланса доменной плавки для контроля тепловых потерь // Металлург. 2018. № 3. С. 30–34.

11. Урбанович Г. И., Урбанович Е. Г., Панов В. А. и др. Потери тепла с жидкими доменными шлаками и технические решения по их сокращению // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2008. № 7 (1303). С. 51–56.

12. Синицын Н. Н., Запатрина Н. В., Донцова Ю. В. Математическая модель прогнозирования теплообмена одиночной капли доменного шлака при неустановившемся движении во встречном потоке газа // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2022. Т. 18, № 3. С. 30–38.

13. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М : Высшая школа, 1967. 599 с.

14. Дорфман Л. А. Гидродинамическое сопротивление и теплоотдача вращающихся тел. М. : Физматгиз, 1960. 260 с.

15. Мочалин Е. В., Юрьев С. А. Теплообмен и гидравлические потери в зазоре между вращающимися цилиндрами // Технологический аудит и резервы производства. 2013. Т. 3, № 1 (11). С. 45–49.


Review

For citations:


Sinitsyn N.N., Gribkova Yu.V., Sarycheva I.A., Zapatrina N.V., Golitsyna E.V., Razinkova O.S. Mathematical modeling of heat exchange in two-stage rotating cylinder. Proceedings in Cybernetics. 2026;25(1):84-92. (In Russ.) https://doi.org/10.35266/1999-7604-2026-1-8

Views: 25

JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1999-7604 (Online)