Тепловой расчет камерной садочной печи, страница 4

Tr

ECO2

EH2O

β

Er

Cпр

900

0,14

0,037

1,52

0,196

1,85

1000

0,13

0,038

0,188

1,79

1100

0,125

0,029

0,169

1,653

1200

0,115

0,024

0,151

1,51

1300

0,105

0,022

0,138

1,41

Угловой коэффициент излучения « кладка – металл», когда заготовки уложены с зазором, определяется по формуле:

,                                                                                    где  - суммарная поверхность металла

                                                                               

, равенство выполняется                                                              

Ем=0,8 – степень черноты металла

Значения приведенного коэффициента излучения для металла определяем по уравнению:

                                                                                 

Приведенный коэффициент излучения «печь – металл» вычисляется по уравнению:                                                                                                  

         Спр

Рисунок 3 – Зависимость приведенного коэффициента излучения от температуры.

3 Расчет нагрева металла [2].

3.1 Теплофизические свойства металла

Выбираем малоуглеродистую сталь – Ст35.

Зависимость коэффициентов теплопроводности от температуры смотрим по

Таблица 6 - Зависимость коэффициентов теплопроводности от температуры

T°C

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

λ, Вт/мК

48,7

48

47

44

41

39

36

32

27

26

Таблица 7 - Зависимость коэффициента энтальпии от температуры.

T°C

24

100

200

300

400

500

600

700

800

900

i, кДж/кг

18

47,3

98,8

151,5

214,4

291,5

346,8

445,6

576

637,2

 


Рисунок  4  - Зависимость коэффициента теплопроводности и энтальпии металла от температуры.

3.2 Выбор температуры печи.

Допустимую разность температур в теле вычисляем по формуле:

,                                                                                                   где  – коэффициент, учитывающий форму тела (принимаем   = 1,4),

 - коэффициент, учитывающий остаточные температурные напряжения ( принимаем = 1,75),

 – коэффициент линейного расширения,

Е – модуль Юнга,

 =14,6*10-6 1/град; Е = 17200 Па

[GД]=59Па

Рассчитываем выражение теплового сопротивления нагреваемого тела s/λ.

Для этого определяем S по

s=δ*μ

а/δ=0,3/0,05=6

μ=0,4

s=μ*δ=0,4*0,3=0,12 (м2),

S/l = 0,12/39 = 0,003м2/ Вт/°С;

Tпечь max=1200°С

Тпечь=1200-(50…100°С)=1100°С

3.3 Расчет первого периода нагрева.

1 интервал: 20 – 700°С

Расчет 1 интервала ведем при Тпечь=const

По данным рисунка 4 имеем:

при t=20°C –   λ20=47,5 Вт/м °С;

при t=700°C – λ700 =31 Вт/м °С;

Принимаем

tпечи=900°С;

tнагр =850°С;

Число Био вычисляем по формуле:

,                                                                                                   где      – среднее значение коэффициента теплопередачи;

 – среднее значение коэффициента теплопроводности;

,