Общие сведения о нагреве металла. Пример расчета нагрева металла в четырехзонной методической печи, страница 3

Таблица 2

Теплофизические свойства углеродистых сталей:

МУ – малоуглеродистые (0,05–0,2 % С);  СУ – среднеулеро-

дистые (0,2–0,6 % С); ВУ – высокоуглеродистые (0,6–1,3 % С)

Темпера-тура

t, оС

Теплопроводность

l, Вт/(м.оС)

Температуропроводность

а.102, м2/ч

МУ

СУ

ВУ

МУ

СУ

ВУ

100

55,6

49,4

46,6

5,2

4,7

4,3

200

52,6

48,2

44,0

4,6

4,2

3,8

300

48,6

45,6

40,9

4,2

3,8

3,4

400

45,0

42,5

37,8

3,5

3,3

2,9

500

40,8

39,1

35,0

2,9

2,8

2,5

600

37,1

38,5

32,4

2,3

2,3

2,2

700

34,2

32,5

28,2

1,7

1,8

1,3

800

30,2

26,2

24,1

1,6

1,8

2,0

900

27,4

26,1

25,3

2,0

2,0

2,0

1000

27,8

26,9

26,5

2,0

2,0

2,0

1100

28,5

28,1

27,9

2,1

2,0

2,1

1200

29,8

29,6

29,5

2,1

2,0

2,1

5. Расчет коэффициента теплоотдачи.

Необходимый для расчёта коэффициент теплоотдачи  определяем, используя теорию теплообмена излучением. Время нагрева металла в печи определяем, решая обратную задачу нестационарной теплопроводности через заданные температуры. При расчёте томильной зоны, учитываются особенности нагрева в ней.

6. Определение температуры уходящих дымовых газов.

Основой для расчёта теплообмена, происходящего в рабочем пространстве печи, после выбора или назначения её конструкции, является задание размеров и материала нагреваемых изделий, их теплового состояния при вводе в печь и выходе из неё, производительности печи.

Температура уходящих из печи газов для печей с противоточной и перекрёстно – противоточной схемой определяется по эмпирической формуле:

,                                                (2)

где  – удельная производительность печи, определяемая по формуле:

,                                                                (3)

где  – производительность печи, ;  – площадь активного пода печи (площадь под заготовками), м2.

В начале расчета неизвестна длина печи и, поэтому, неизвестна площадь активного пода, а, следовательно, и температура дымовых газов на выходе из печи. Поэтому эта температура предполагается равной, например, 900 оС, а затем, после определения габаритов печи рассчитывается по формуле (2). С этим значением температуры дымовых газов на выходе из печи расчет повторяется до тех пор, пока обе температуры не будут равны. Таким образом, расчет времени нагрева изделий производится методом последовательных приближений.

1.1 Основы метода нестационарной теплопроводности

Безразмерная избыточная температура тела определяется как отношение текущего температурного напора к начальному:

                                                            (4)

где  – значение температуры среды (например, дымовых газов);  – значение температуры металла в начальный момент времени (например, среднее по сечению значение температуры изделия на входе в зону);  – текущее значение температуры металла в определенной точке пространства (например, значение температуры центра изделия на выходе из этой же зоны).

В безразмерной форме выражение для распределения температуры в любой точке пластины для любого момента времени будет иметь вид:

Скачать файл