Тепловой расчет камерной садочной печи, страница 5

Коэффициент теплоотдачи вычисляем по формуле:

,                                                                                             где      q – плотность теплового потока

,                                                                   

где      1,1 – коэффициент, учитывающий усиление теплообмена за счет конвекции,

Т_пов = Т_нач;

q₀ = 1,1*2,763*[ (1173/100)⁴ – (293/100)⁴ ]=57315,44 Вт/м

 ,

 , т.к.  > 0,25, то тело теплотехнически  массивное.                                         

Рассчитываем относительную температуру  для поверхности:

q_пов1=

Находим число Фурье:

Fo₁=2,7 Вт·с/м² , по значениям Bi₁ и Fo₁ находим относительную температуру центра:

θ_ц1=0,23;

Вычислим температуру центра:

Т_ц1=Т_печь - q_ц1*(Т_печь - Т_нач)=1173-0,23*(1173-293)=970,6К=697,6^ОС

По рисунку 4 можно определить l_697,6=32Вт/м²*^ОС

Уточним коэффициент теплопроводности с учетом температуры центра:

,

Fo₁=2,7 Вт·с/м² , по значениям Bi и Fo₁ находим относительную температуру центра:

θ_ц1=0,23;

Уточнение расчета дает тоже значение:

Т_ц1=Т_печь - q_ц1*(Т_печь - Т_нач)=1173-0,23*(1173-293)=970,6К=697,6^ОС

Определим переход температур по сечению:

DТ=Т_пов1-Т_ц1=700-697,6=2,4^ОС                                                                           

Находим среднюю температуру по сечению тела в конце 1 интервала:

                                                                               где     К₃ – коэффициент усреднение температур в теле.

К₃ = 2 – принимаем по

˚С

Определяем энтальпию тела:

                                                                                                        

где  – находим по рисунку 4.

Среднее значение  коэффициента температуропроводности находим по формуле:

Принимаем ρ = 7815 кг/м³

По известному числу Фурье вычисляем время нагрева на 1 интервале:

                                                          

Температуру газа определяем по формуле:

Если Т_гн^’ =1000°С, то С_гкм =1,79 смотрим по табл. 2.

Температуру кладки определяем по формуле:

Т_{КЛ  Н}=2*Т_печь-Т_ГН=2*900-1065=732^ОС                                                                

Т_{КЛ  К}=2*Т_печь-Т_ГК=2*900-992=808^ОС

3.4 Расчет второго интервала.

Относительную температуру поверхности рассчитываем по формуле:

q_пов2=

Вычисляем по формулам приведенным в расчете I интервала:

,

Число Био вычисляем по формуле:

,

Fo₂=1,2 Вт·с/м², по значениям Bi и Fo₂ находим относительную температуру центра

θ_ц2=0,3

Вычислим температуру центра:

Т_ц2=Т_печь - q_ц2*(Т_печь – Т_х1)=1173-0,3*(1173-970)=1112,1К=839^ОС

По рисунку 4 можно определить l₈₃₉=27 Вт/м*^ОС

Уточним коэффициент теплопроводности с учетом температуры центра:

,

Fo₂=1,2 Вт·с/м², по значениям Bi и Fo₂ находим относительную температуру центра

θ_ц2=0,3;

Т_ц2=Т_печь - q_ц2*(Т_печь – Т_х1)=1173-0,3*(1173-970)=1112,1К=839^ОС

Определим переход температур по сечению:

Δ Т₂ = Т_пов2-Т_ц2 = 1123-1112 = 11^ОС

где     К₃ – коэффициент усреднение температур в теле.

К₃ = 1,97

 ^ОС

Определяем энтальпию тела:

 ,

где  – находим по рисунку 4.

Среднее значение  коэффициента температуропроводности находим по формуле:

По известному числу Фурье вычисляем время нагрева на 2 интервале:

Температуру газа определяем по формуле:

Т_{КЛ 2}=2*Т_печь-Т_Г2=2*900-931,44=868,56^ОС

Поскольку ΔТ₂=11˚С, что близко к температурному порогу 10 ˚С, считаем что детали нагреты равномерно.

3.5 Выдержка.

Определим степень выравнивания температур:

d =

Определим коэффициент теплопроводности:

Определим энтальпию тела:

Находим среднее значение  коэффициента температуропроводности:

Вычисляем время нагрева при выдержки:

Принимаем m=0,23

Общее время нагрева:

t = t₁+t₂+t₃ = 1,301+1,37+0,8 = 3,471ч = 12495с

Производительность печи:

G =