где λ - коэффициент теплопроводности, Вт/м2, λ=26,8Вт/м2 [4]
Bi==0,18.
Определяем среднюю температуру металла в методической зоне
tм.з.ср,ºC
tм.з.ср=0,5∙[0,5∙ (tмн+tм)+0,5∙ (tмк+tм)], (41)
tм.з.ср=0,5· [0,5∙ (20+20)+0,5∙ (690+1150) =930ºC.
По найденным значениям Bi и Qмпов по номограмме для поверхности пластины найдем критерии Фурье Fо,
Fо=7,5.
Определяем время нагрева металла в методической зоне печи τ мн,ч
τ мн=Fо∙; (42)
где a-коэффициент температуропроводности,м2/c; a=5,8 ∙106 м2/c
τ мн= 7,5∙=2,4ч.
Определяем температуру центра заготовки в конце методической зоны tкц,ºC
tкц = tмср-Qц∙(tмср-tмн), (43)
где Qц-температурный критерий; Qц=0,3 [4]
tкц= 1156,6- 0,6∙ (1156,6-20)=474,6ºC.
Расчет времени нагрева в сварочной зоне
Находим среднюю температуру сварочной зоны tсвср,ºC
tсвср=,
tсвср= =1218,3ºC.
Находим парциальное давление СО2 и Н2О, кПа
РСО2=98,1∙СО2,
РН2О=98,1∙Н2О,
РСО2=98,1∙0,108=10,5 кПа,
РН2О=98,1∙0,102=10,0 кПа.
Находим произведения парциального давления и эффективной длины луча РСО2∙Sсв.вэф, РН2О∙Sсв.вэф,кПа
РСО2∙Sсв.вэф=10,5 ∙1,19 =12,5 кПа,
РН2О∙Sсв.вэф=10,0 ∙1,19=11,9 кПа,
РСО2∙Sсв.нэф=10,5 ∙1,2=12,6 кПа,
РН2О∙Sсв.нэф=10,0 ∙1,2=12,0 кПа.
По номограммам находим степени черноты дымовых газов и поправочный коэффициент для верхней сварочный зоны εН2О,εСО2, β
εН2О=0,07; εСО2=0,09; β=1,4.
Находим степень черноты дымовых газов εсв.в
εсв.в=εСО2+β∙εН2О, (44)
εсв.в =0,07+1,4∙0,09 =0,2.
Для нижней сварочной зоны степень черноты дымовых газов
εСО2=0,072; εН2О=0,08; β=1,4.
Находим степень черноты дымовых газов εсв н
εсвн.=εСО2+β ∙ εН2О, (45)
εсв н=0,072+1,4 ∙0,08=0,18
Находим приведённую степень черноты εпрсв.в
εпрсв.в=εм∙, (46)
εсв.впр=0,8∙=0,5.
Определяем по длине сварочной зоны коэффициент теплоотдачи излучения αсв.визм, Вт/(м2∙К)
αсв.визм=, (47)
αсв.визм==5,67∙0,5∙=374,9 Вт/(м2∙К4)
Определяем температурный критерий Q и Bi
Qсв=, (48)
Qсв==0,2;
i=, (49)
где λ-коэффициент теплопроводности, Вт/м2, λ=26,8 Вт/м2 [4]
Bi==1,1.
По критериям Q и Bi находим критерии Фурье Fо,
Fо =0,9.
Определяем время нагрева металла в сварочной зоне τсв,ч
τсв=Fо∙, (50)
где а - коэффициент температуропроводности, м 2/с; а=5,8∙10-6м2/с [4]
τ св=0,9 =0,2ч.
Определяем среднюю температуру металла в сварочной зоне tcв.ºC
tсв=0,5∙[0,5∙(tнп+tн)+0,5∙(tкп+tкц)t], (51)
tк= (900-1000) ºC,
tсв=0,5∙[0,5∙(20+20)+0,5∙(1150+1000)]=547,5ºС.
Определяем температуру центра заготовки в конце зоны tчц, ºC
tчц=tсвг-Qц∙(tсвг-tсвн), (52)
где Qц – температурный критерий, Qц=0,4-06 [4]
tчц=1280 - 0,6 ∙ (1280 –547,5) =840,5 ºC.
Расчет времени нагрева в томильной зоне
Определяем перепад температур по толщине металла в начале томильной зоны ∆tн,ºC
∆tн = tсвпов- tсвц, (53)
где tсвпов -температура поверхности заготовки, ºС
tсвц -температура центра заготовки, ºС
∆tн=1429,6 -1150= 279,6 ≈280ºC.
Допустимый перепад температуры в конце нагрева ∆tк,ºС
∆tк=50ºC.
Находим степень выравнивания температуры Sвыр
Sвыр=, (54)
Sвыр==0,2.
При коэффициенте симметричности нагрева μ=1 критерий Фурье
Fо=1,4.
Определяем среднюю температуру металла в томильной зоне tтср,ºС
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.