Физика \ Тепломассообмен

Нагрев стальной заготовки при постоянной температуре печи: Методические указания к лабораторной работе по основам тепломассообмена, страница 4

4. Приготовиться к правильному снятию показаний на милливольтметре (знать цену деления на шкале прибора, способ направления  взгляда перпендикулярно шкале).

5. Записать в журнал наблюдений напротив нулевого значения времени начальные температуры оси образца и  печи.

6. Вставить в сверление термопару до упора.

7. Закрепить термопару в сверлении, забивкой каолиновой ваты в зазор между фарфоровой соломкой термопары и стенками сверления.

Пункты 6 и 7 выполняются, если термопара не закреплена в заготовке специальным прижимным устройством.

8. Открыть дверцу печи и быстро посадить образец в печь, используя  специальный захват. При этом следует избегать замыкания термоэлектродов термопары, закрепленной в образце. Момент посада заготовки в печь принять за начала отсчёта времени.

9. Закрыть аккуратно и быстро дверцу муфельной печи, помещая термоэлектроды   термопары в углубления на корпусе печи в месте прилегания дверцы.

10. Через каждую минуту, поочерёдно соединяя с помощью переключателя милливольтметр с термопарами образца и печи, (шкалу прибора и работу переключателя изучить заранее), измерять соответственно температуру оси заготовки и печи, занося их в журнал наблюдений.

11. Нагрев вести до температур центра заготовки, указанной преподавателем. 

12. После окончания нагрева извлечь осторожно заготовку из печи и поставить для остывания на специальную теплоизоляционную подставку.

ПРИМЕЧАНИЯ:

1. Журнал наблюдений и хронометр должны быть подготовлены до посада образца в печь.

2. Температуру печи обязательно фиксировать при каждом замере, т.к. она в реальных условиях колеблется вблизи определённого уровня, который далее, после обработки данных эксперимента, можно принять условно в качестве постоянной температуры печи.

5. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

 ДАННЫХ

  1. По данным таблицы журнала наблюдений построить графики     tпеч.э = f(τ)  и  tц.э = f(τ)  на одном масштабном поле.
  2. Найти среднеарифметическое значение экспериментальной температуры печи и провести горизонтальную прямую усредненной температуры печи

tпеч = Const.

  1.  По формуле (8) подсчитать значение безразмерной температуры Θ, приняв за температуру печи её усреднённое значение  tпеч.
  2. Взять у преподавателя данные по λ, а, ά и R.
  3. Подсчитать значение числа Био (Bi).
  4. По графику Θ = f (Bi,Fo) или по формулам (11) - (13) определить значение числа Фурье (для случая когда Bi › 0.25, см. также примечание в конце данного раздела). Далее, по формуле (9) найти расчётное время нагрева в минутах.
  5. При  Bi ≤ 0.25 найти время нагрева по формуле (12), взяв  ρм и ср для группы обычных конструкционных сталей. В диапазоне 0-600оС для них можно принять  ρм= 7820 кг/м3 и ср = 510 Дж/(кг×К).
  6. Сравнить экспериментальное и расчётное время нагрева. Объяснить разницу, если она есть.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Для термически тонких тел  (Bi ≤ 0.25) расчёт теоретического времени нагрева заготовки по указанию преподавателя может выполняться по формуле (9), как для массивных тел, определяя число Фурье с применением графика  Θ = f (Bi,Fo) или формул (11) - (13).

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Опишите порядок выполнения лабораторной работы.
  2. Почему температура печи не может быть идеально постоянной?
  3. Какие вы знаете граничные условия нагрева?
  4. Что задаётся в начальных условиях для дифференциального уравнения теплопроводности?

7. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Телегин А.С. и др. Тепломассоперенос: Учебник для вузов/ Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко Ю.Г. – М.: Металлургия, 1995. – 400 с.

2.  Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.:Энергия, 1975. – 424с.

3.  Михеев М.А., Михеева Н.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1973. – 319с.

План 2003

Составитель:

Драничников Николай Алексеевич

НАГРЕВ  СТАЛЬНОЙ ЗАГОТОВКИ

ПРИ  ПОСТОЯННОЙ  ТЕМПЕРАТУРЕ

ПЕЧИ

Методические указания к лабораторной работе

по основам тепломассообмена.

Для  студентов всех специальностей.

Редактор Н.И. Суганяк

Изд.лиц. № 01439 от 05.04.2000 г. Подписано в печать

Формат бумаги 60х84 1/16. Бумага писчая. Типография

Усл.печ.л.           Уч-изд.             Тираж            экз. Заказ

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

654007, г. Новокузнецк,  ул. Кирова,42,

Издательский центр ГОУ ВПО «СибГИУ»

Скачать файл