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                                                              

Е_м=0,8 – степень черноты металла

Значения приведенного коэффициента излучения для металла определяем по уравнению:

                                                                                 

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

         С_пр

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

[G_Д]=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;

T_{печь max}=1200°С

Т_печь=1200-(50…100°С)=1100°С

3.3 Расчет первого периода нагрева.

1 интервал: 20 – 700°С

Расчет 1 интервала ведем при Т_печь=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

t_печи=900°С;

t_нагр =850°С;

Число Био вычисляем по формуле:

,                                                                                                   где      – среднее значение коэффициента теплопередачи;

 – среднее значение коэффициента теплопроводности;

,