ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
BI |
|
|
15,91 |
I |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2,0 |
|
|
|
|
•л и более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
— — |
|
15,3nти 6імее |
|
|
|
|||
|
|
У |
|
|
-to |
— с |
15,9)77 U Lолее |
|
|
||
1,6 |
|
|
V |
|
|
|
|||||
|
tip |
|
|
s |
|
*Ч0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
—и |
|
|
|
— |
- Ef |
e ' — |
'-- |
' |
|
|
|
r hі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/./ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' / |
|
|
|
|
|
|
3m |
|
|
|
Іf |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
BJ>\ |
//SO' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,6 |
wo |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
IZSl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OfiOb I 0,012 • 0,020 |
0,028 |
0,036 |
0,0Щ |
0,052 |
0,060 Fa |
|
|||||
Рис. 40. |
График |
Fo—В і |
для |
осадки. |
Температура |
нагре |
|
||||
|
|
|
|
ва |
1300° С |
|
|
|
|
|
|
и бойков. О х л а ж д а ю щ е е влияние бойков |
зависит т а к ж е от |
пло |
|||||||||
щади контакта горячего металла с бойками и времени, в |
тече |
||||||||||
ние которого |
этого |
контакта |
нет. Так, например, |
за период Т 5 |
|||||||
температура поверхности металла успевает подняться до тем пературы поверхности заготовки (точка е) , а за более короткий
Рис. 41. Схематический график изменения температуры заго товки при ковке
период Т7 — не успевает (точка g). В производственных усло виях можно наблюдать быстрое повышение температуры по верхности заготовки после отрыва от нее бойка.
Результаты экспериментов по замеру температуры |
хромель- |
|
алюмелевымп термопарами на контактной |
поверхности заго |
|
товок в процессе осадки приведены на рис. 42. |
|
|
Охлаждение кузнечных слитков при вспомогательных и отде |
||
лочных кузнечных операциях. Как показала |
обработка |
экспери |
ментов, интенсивность охлаждения металла в процессе вспо могательных (замер размеров, засечка, обрубка концов и т. д.)
и отделочных операций |
(проглажпвание, правка) |
примерно |
равна интенсивности охлаждения слитков и заготовок |
на воз |
|
духе. Объясняется это тем, |
что площадь контакта инструмента |
|
сгорячим металлом в этих операциях небольшая. Поэтому
кривые Fo — Bi для |
указанных |
операций сливаются |
с кривой |
Fo — Bi охлаждения |
слитков на |
воздухе. Температуру |
заготовок |
для вспомогательных и отделочных операций можно с достаточ
ной |
для практики степенью точности рассчитать по |
зависимо |
||||
стям |
Fo — Bi, |
полученным |
при |
обработке |
экспериментальных |
|
данных по охлаждению слитков |
и заготовок на воздухе. |
|||||
С |
помощью |
графиков |
критериальной |
зависимости |
Fo — B i , |
|
приведенных в этой главе, можно рассчитать изменение тем
пературы на |
поверхности и в центре слитков |
и заготовок |
при |
их ковке на гидравлических ковочных прессах. |
|
|
|
Характер |
кривых Fo — Bi. Все приведенные |
кривые на |
гра |
фиках Fo — Bi при охлаждении поковок на воздухе, в процессе
обкатки, |
протяжки |
и осадки |
характеризуются тем, что |
в на |
чале они |
достигают |
максимума, |
а затем резко снижаются. |
Такой |
немонотонный характер кривых может быть объяснен теорией
установившегося режима, |
а т а к ж е |
влиянием |
слоя |
окалины, |
||
покрывающим |
поверхность кузнечных заготовок, на процесс |
|||||
теплообмена |
металл — о к р у ж а ю щ а я |
среда. |
|
|
|
|
К а к отмечалось, решения дифференциального |
уравнения |
|||||
теплопроводности д л я однослойных |
неограниченных |
цилиндров |
||||
полностью совпадают с |
решением |
этого ж е |
уравнения |
для |
||
двухслойных |
(покрытых |
окалиной) |
круглых |
штанг, |
если |
за |
коэффициент теплопередачи, входящий в состав критерия B i . принять выражение - (111). Это выражение справедливо при установившемся тепловом потоке, т. е. при равенстве тепловых потоков поверхность металла — окалина — о к р у ж а ю щ а я среда (охлаждение) . Математически это объясняется тем, что при решении уравнения теплопроводности использовано граничное условие
— ^ - Р " = аок (^ок — * с ) -
дг
Физическое объяснение описываемому дано на рис. 43.
В начальный момент температура нагретой штанги |
ра |
||
диусом R и окалины толщиной |
б одинакова |
и равна tu=t0K |
= to |
В период то — Т2 температура |
м е т а л л а fM |
не изменяется, |
т. е |
О |
0,005 0,01 0,015 0,01 |
0,0* 0,06 0,0в |
OJO 0,20 |
0,30 |
OfiOFo |
Рис. 42. График Fo—Bi для охлаждения заготовок при осадке. Началь ная температура 1100°С
а м |
= 0, |
а |
температура |
поверхности |
окалины |
снижается |
от |
tQ |
||||
До |
t0K2- |
П р и |
этом |
суммарный коэффициент |
теплопередачи |
из |
||||||
лучением |
и |
конвекцией |
от |
поверхности окалины |
уменьшается |
|||||||
от |
максимального |
значения |
а о к о до |
значения |
аокг. |
В этот |
про |
|||||
межуток времени излучение тепла окалиной |
происходит только |
|||||||||||
за |
счет уменьшения |
ее теплосодержания . |
|
|
|
|
||||||
Рис. 43. Изменение коэффициента теплоотдачи при охлаждении прут
|
|
ка, -покрытого |
слоем |
окалины: |
|
|
|
/ и // — неустановившийся и установившийся режимы охлаждения |
|||||||
С момента времени тг начинает |
уменьшаться |
температура |
|||||
поверхности |
металла, |
т. е. а м |
увеличивается |
от |
нулевого зна |
||
чения. Это неустановившийся режим |
охлаждения . |
|
|||||
В период |
т 3 |
— Т4 |
процесс |
теплопередачи |
устанавливается: |
||
тепловой поток |
9м от |
поверхности металла становится равным |
|||||
тепловому потоку от поверхности окалины (7оК. Коэффициент
теплопередачи от |
поверхности металла |
а м (т. е. на всех преды |
дущих графиках |
Ві = - у - Я ^ н а ч и н а е т |
уменьшаться . |
Таким образом, характер теоретической зависимости а м от температуры поверхности металла (т. е. от продолжительности охлаждения) подтверждает немонотонный характер экспери ментальных кривых Fo — Ві.
|
|
РАЗДЕЛ I I |
|
|
РЕШЕНИЯ |
ЗАДАЧ |
ПО НАГРЕВУ |
И |
ОХЛАЖДЕНИЮ |
|
КУЗНЕЧНЫХ |
ЗАГОТОВОК |
|
|
ГЛАВА V
ЗА Д А ЧИ ПО НАГРЕВУ КУЗНЕЧНЫХ ЗАГОТОВОК
19.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ КРИВЫМ |
НАГРЕВА |
||
* При .наличии кривых |
нагрева |
поверхности |
заготовок м о ж н о |
рассчитать температуру |
в центре |
заготовки, |
а т а к ж е величину |
суммарного коэффициента теплопередачи и приведенный коэф
фициент |
излучения |
печи в отдельные |
периоды нагрева. |
|
Д л я |
проведения |
расчетов |
экспериментальную кривую на |
|
грева разбивают на |
несколько |
периодов |
по температуре металла |
|
или печи, в пределах которых усредняют необходимые теплофизические характеристики металла заготовки. Чем больше
расчетных периодов и чем |
меньше в них температурный |
интер |
||
вал, тем |
точнее получаемые |
расчеты. К а ж д ы й |
интервал |
нагрева |
рассчитывают по г р а ф и к а м решений д л я |
соответствующего |
|||
типового |
участка нагрева |
(см. рис. 8 и 9). |
Например, |
первый |
интервал |
рассчитывают по |
решениям д л я типового участка /, |
||
если температура заготовки в момент ее посадки в печь равно мерно распределена по сечению, а температура печи за время первого расчетного интервала постоянна. Если при постоянстве
температуры |
заготовки |
в |
начальный |
момент температура печи |
||||
за |
расчетный |
интервал |
возрастает |
по |
прямолинейному закону, |
|||
то рассчитывают по г р а ф и к а м решений д л я |
типового |
участка IV |
||||||
и |
т. д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Температуру металла |
и печи |
в |
конце |
первого |
интервала |
||
принимают за начальное условие для расчетов второго интер вала . Второй интервал и все последующие интервалы рас считывают по соответствующим графикам решений дифферен циального уравнения теплопроводности. Если в течение второго расчетного периода нагрева температура печи постоянна,-то рас
считывают д л я типовых |
участков / / или / / / . |
Если ж е |
темпе |
|
ратура |
печи непостоянна, |
то рассчитывают д л я |
типовых |
участ |
ков V, |
VI, VIII, IX или XI |
и XII. |
|
|
При расчете температуры слитков и заготовок численные
значения теплофизических |
характеристик |
металла (например, |
||
теплопроводности К) |
при |
заданной |
его |
температуре находят |
по соответствующим |
справочникам. |
Однако по сечениям слит- |
||