Расчет горения топлива. Расчет времени нагрева по зонам печи, страница 2

                                  t₁ =1280 ^◦C              

          t ^◦С                                                                                  t = 1200^◦С

   t_ух= 1033,3^◦C

                                               690^◦

                 20^◦C

Рисунок 2 - График печи по зонам

Определяем прогреваемую толщину заготовки S,м

S =0,55·h_з,                                                                                                            (26)

где h_з-толщина исходной заготовки, м.

S=0,55·0,15=0,082м.

Определяем удельную продолжительность нагрева Z ,ч/м

Z=0,6·;                                                                                                               (27)

где ρ - плотность металла, кг/м³,   ρ =7840 кг/м³    [4]

На - напряжение активного пода, кг/м²·ч,  На=550 кг/м²·ч   [4]

Z=0,6·=8,5ч/м.

Определяем минимально допустимое общее время нагрева τ _min,ч

τ _min=0,1· Z ·h_з,                                                                                                        (28)

где Z -удельная продолжительность нагрева заготовки, мин/м,

h_з - исходная толщина заготовки, м,

τ _min=0,1·8,5·0,15=0,127ч.

Определяем температуру поверхности металла в конце методической зоны t_м, ^°C

t_м = t^к_м·(0,6÷0,65),

t_м = 1150·0,6 = 690^°C.

Определяем разность температур между поверхностью и центром заготовки для методической печи ∆t,^°C

∆t = S∙(700÷800),                                                                                                    (29)

∆t = 0,082∙ 750 = 61,5ºC.

Находим степень развития кладки печи w

w=,                                                                                                        (30)

где h_ср.-средняя высота зоны, м,

h_ср.=,                                                                                                            (31)

Для методической зоны  w _м,м

w _м= ==1,6м,

h_ср= ==1,1м.

Для верхней сварочной зоны w ^в_св,м

w ^в_св===1,65м,

h_ср===1,8м.

Для нижней сварочной зоны w ^н_св,м

w ^н_св===1,45м,

h_ср===1,4м.

Для томильной зоны w _т,м:

h_ср==1,15м,

w _т==1,45м.

Определяем эффективную длину луча S_эф, м

S_эф=3,6∙,                                                                                                (32)

где В - ширина пода печи,м.

Для методической зоны  S^м_эф, м.

S^м_эф=3,6∙=1,378 м.

Для верхней сварочной зоны S^св_эф,м.

S^св_эф=3,6∙=1,19м.

Для нижней сварочной зоны S^св_эф,м.

S^н_эф=3,6∙=1,2м.

Для томильной зоны S^т_эф,м.

S^т_эф=3,6∙=1,3м.

Находим среднюю температуру методической зоны t^м_ср,ºC

t^м_ср=,                                                                                                            (33)

t^м_ср==1156,6ºC

Находим парицательное давление P_CO2,P_H2O,кПа

P_CO2=98,1∙CO₂                                                                                                         (34)

P_H2O=98,1∙H₂O,                                                                                                       (35)

P_CO2=98,1∙0,108=10,5кПа,

P_H2O=98,1∙0,103=10,0кПа.

Находим произведение парицательного давления и эффективной длины луча P_CO2∙S_эф^м,кПа и P_H2O∙S_эф^м,кПа

P_CO2∙S_эф^м= 10,5 ∙1,378=14,46кПа.

P_CO2∙S_эф^м= 10,0 ∙1,378=13,78кПа.

По номограмме находим степень черноты дымовых газов и поправочный коэффициент ε_CO2, ε_H2O, β

ε_CO2=0.89; ε_H2O=0,13; β=1,1.

Находим степень черноты дымовых газов ε^м  

ε^м=ε_CO2+β∙ε_H2O,                                                                                                       (36)

ε^м=0,89 +1,1∙ 0,89 =1,9.

Приведенная степень черноты рассматриваемой системы ε_пр

ε_пр=ε_м∙,                                                                     (37)

где ε_м -степень черноты дымовых газов; ε_м=0,8

ε_пр=0,8∙.

Определяем средний, по длине методической зоны, коэффициент теплоотдачи излучением α^м_изм Вт/(м²∙К⁴)

,                                      (38)

где С_о- коэффициент излучения чёрного тела, С_о=5,67 Вт/(м^2∙К⁴)   [4]

Т_г- температура газа,ºК;

Т^н_м- начальная температура поверхности металла в методической зоне,ºК;

Т^к_м- конечная температура поверхности металла в методической зоне,ºК;

t_г- средняя по длине методической зоны температурных газов,ºC;

t^н_м-начальная температура металла  методической зоны,ºC;

t^к_м- конечная температура металла методической зоны,ºC.

α^м_изм==60,6 Вт/(м²∙К⁴).

Определяем температурный критерий Q^м_пов и B_i

Q^м_пов=,                                                                                                      (39)

Q^м_пов= =0,17.

B_i=  ,                                                                                                             (40)