Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Розрахунок нагрівання металу

Читайте также:
  1. Розрахунок горіння палива
  2. Розрахунок теплообміну

Нагрівання металу в печі складається з трьохперіодів, кожний з яких ділиться на декілька інтервалів. Розіб’ємо перший період на п'ять інтервалів:

1. Нагрівання від t0 = 20 °С до tп1 = 650 °С за умови постійної швидкості нагрівання — С1 =const = 40 град/год.

2. Витримка при постійній температурі поверхні tп1 = const = 650 °С.

3. Нагрівання від tп1 = 650 °С до tп2 = 1050 °С за умови С2 = const =

= 60 град/год.

4. Витримка при tп3 = const = 1050 °С.

5. Охолодження на повітрі.

Нагрівання й охолодження - двосторонні, визначальний размір - радіус циліндричної заготовки.

Значення коефіцієнта теплопровідності приводиться в табл. 2.4.

Тепломісткість стали визначаємо при змісті вуглецю С= 1,235% та надаємо в табл. 2.5.

За даними табл. 2.4 і 2.5 побудовані рис. 2.5 і 2.6.

Щільність стали ρ = 7780 кг/м3.

Робимо розрахунок нагрівання в першому періоді по інтервалах

 

Табл. 2.4

Значення коефіцієнта теплопровідності стали У12

t, 0C              
Вт/м К 35,6 33,7   28,3 25,6 25,6 27,4

 

Табл. 2.5

Тепломісткість стали У12

t, 0C            
і, кДж/кг            

 

 

Перший інтервал (нагрівання від t0 = 20 °С до tп1 = 650 °С). Задаємося перепадом температур між поверхнею і центром валка наприкінці першого інтервалу Δt1 = 100 0С.

Середня температура наприкінці першого інтервалу

600 0C (2.26)

Середнє значення коефіцієнта теплопровідності

31 Вт/м К (2.27)

Температура центра (попередня)

= 650 — 100 = 550 °С (2.28)

Розрахункова теплоємність за інтервал

0,57 кДж/кг К, де (2.29)

340,3 кДж/кг (рис. 2.6)

8,3 кДж/кг (рис. 2.6)

Коефіцієнт температуропровідності

7×10-7 м2/с (2.30)

Уточнюємо значення . Температура центру (уточнене значення)

580 0С (2.31)

Перепад температур наприкінці першого інтервалу

= 650 - 580 = 70 °С.

Середня температура (уточнене значення)

= 650 - 70 = 615 °С

 

Тому що = 615 °С незначно відрізняється від tср1 = 600 °С, то повторного уточнення не робимо.

Тепловий потік

q = 0.5CRCp1 ρ = 0,5×0,011×0,415×570×7780 = 10 180 Вт/м2, (2.32)

де C = 40 град/год = 0,011 град/с— швидкість нагрівання.

Час нагрівання по тепловій діаграмі

56×103 c = 15,6 год (2.33)

360,3 – 8,3 = 352 кДж/кг

Розрахунковий час нагрівання τ1= 56000 с = 15,6 годблизько до заданого по режиму термічної обробки:

56,7×103 с = 15,7 год (2.34)

Визначення температури газу на початку нагрівання. Відмінною рисою розрахунку теплообміну в печах для термічної обробки є значна роль тепловіддачі конвекцією завдяки відносно низьким температурам нагрівання.

Тепловий потік, переданий від печі до металу, що нагрівається, складається з теплових потоків випромінюванням і конвекцією:

Вт/м2 (2.35)

Температуру газу з даної рівності можна визначити методом підбора.

Температура печі на початку нагрівання за умови, що тепло від печі до металу передається тільки випромінюванням,

470 0С (2.36)

Дійсне значення tпіч нижче, тому що тепло передається не тільки випромінюванням, але й конвекцією.

Уточнюємо температуру печі. Визначаємо температуру газу на початку нагрівання tг0.Приймаємо tг0 = tпіч0 = 470 °C і визначаємо значення теплового потоку

10232 Вт/м2

Згідно табл. 2.3, при температурі 470 0С Сг.к.м = 2,23 Вт/м2.При малорухомому повітрі й tп1 = 20 0С αк = 8 вт/м2 град. Тому що значення q0/ = 10232Вт/м2
близьке до q0 = 10180 Вт/м2, приймаємо температура газу tг0 = 470 °С

Загальний наведений коефіцієнт теплообміну з урахуванням тепловіддачі конвекцією

3,0 Вт/м2 К4

Наведений коефіцієнт конвективного теплообміну

3,0 – 2,23 = 0,77 Вт/м2 К4

Частка конвекційної тепловіддачі від тепловіддачі випромінюванням

0,3 (2.37)

Тому що тепловіддача конвекцією становить 30% тепловіддачі випромінюванням, то не можна зневажити конвекцією або обмежитися надбавкою 10% на тепловіддачу випромінюванням, як у розрахунках високотемпературних печей.

Температура печі на початку нагрівання (уточнене значення)

420 0С

Температура кладки печі

= 2×420 - 470 = 370 °С.

 

Визначаємо температуру газу наприкінці першого інтервалу. Температура печі за умови, що тепло від печі до металу передається тільки випроміню- ванням

730 0С

Температура газу наприкінці першого інтервалу

750 0С

Визначаємо температуру печі наприкінці першого інтервалу (уточнене значення), приймаючи тепловіддачу конвекцією 15%

720 0С

Температура кладки

2×720 – 750 = 690 0С

Тривалість початкового, періоду

2160 с = 0,6 год (2.38)

Коефіцієнт температуропровідності на початку нагрівання

= 10-5 м2/с = 0,036 м2/год


Дата добавления: 2015-08-03; просмотров: 114 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Требования к уровню освоения содержания дисциплины | Структура дисциплины | Гидроэнергетические ресурсы речного стока и схемы концентрации напора | Термічна обробка інструментальних сталей | Технологічний процес | Розрахунок горіння палива | Теплова потужність та витрата палива у третьому інтервалі |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Розрахунок теплообміну| Теплова потужність та витрата палива у першому інтервалі

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.01 сек.)