Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf

что характер функции (см. рис. 34) зависит от температуры нагреваю­ щей среды. Поэтому функция была определена при температуре грею­ щей среды (50 ± 5)° С, что соответствовало условиям эксперимента.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 34. Исследуемая эмульсия из стеклянного сосуда / поступает во внутрен­ нюю трубку 2 диаметром 6 мм стеклянного теплообменника. Здесь

Рис. 34. Схема экспериментальной установки для определения теплофизических свойств прокатных эмульсий

эмульсия воспринимает тепло от греющей воды, подаваемой насосом 7 с приводом 8 из термостата 4 в полость между трубками 2 и 5. Внеш­ няя труба 6 служит теплоизолятором. Далее нагретая в теплообмен­ нике эмульсия поступает в мерный сосуд 3. Температуру входа и вы­ хода греющей воды и нагреваемой эмульсии замеряют в соответствую­ щих точках термопарами 10, а показания температур снимаются с при­ бора / / . Температура воды в термостате регулируется с помощью включенного в его электрическую цепь контактного термометра нагре­ вателя 9.

Методика экспериментов заключалась в следующем. Перед про­ ведением серии опытов тщательно подготавливали эмульсию из эмульсола определенной концентрации. Эту эмульсию заливали в сосуд /. Включали нагреватель 9 и насос 7 термостата 4. Расход испытуемой

112

эмульсии регулировали краном на выходе эмульсии из теплообмен­ ника. При наступлении стационарного режима, когда температуры нагревающей жидкости и эмульсии переставали изменяться во вре­ мени, измеряли температуру входа tBX и выхода / в ы х нагревающей воды и эмульсии. Одновременно объемным методом с помощью мер­ ного сосуда 3 и секундомера измеряли расход эмульсии сгэм, при этом

центрациях. Эмульсию приготовляли на дистиллированной воде.

Во всех случаях опыты проводили с эмульсией порциями по 2,5—3 кг. Результаты экспериментов представлены на рис. 35. За­ штрихованные области на рис. 35, а, б и 36, а, б, в включают все зна­ чения ср и X, полученные с эмульсией различной концентрации. Раз­ брос этих значений в опытах с одной порцией эмульсии не превышал 4—6%, а в порциях той же концентрации, но приготовленных в дру­ гое время, достигал 9—11 %. Это свидетельствует о том, что свойства эмульсии весьма неустойчивы и значительное количество факторов, таких как интенсивность перемещения, температура нагревающей воды и др., играет заметную роль при образовании ее структуры и однородности.

Из рис. 35, а, б видно, что значения ср до концентраций эмульсий С — 4 н-6% не изменяются и равны приблизительно удельной тепло­ емкости воды. При дальнейшем увеличении концентраций эти значе­ ния несколько уменьшаются.

Коэффициент теплопроводности эмульсии с увеличением концен­ трации заметно уменьшается (см. рис. 35, а, б). Такой характер зави-

воды.

Значения коэффициентов кинематической вязкости (рис. 37) более устойчивы при соответствующей концентрации, чем ср и X, и побоч­ ные факторы не оказывают влияния на их величину. С увеличением

114

Ниже приведены результаты исследования величин ср и к дли эмульсии на основе эмульсола Т в зависимости от времени ее эксплуа­ тации на стане:

Из приведенных данных видно, что коэффициент теплопровод­ ности X с увеличением времени работы уменьшается, так как при этом происходит выпаривание воды, приводящее к росту концентрации

в течение всего периода эксплуатации эмульсии. Для уточнения влия­ ния параметра X, qp, р и v (или Pr = via) на величину коэффициента теплоотдачи а проанализируем критериальное уравнение (158). Это уравнение при прочих равных условиях можно привести к виду:

или вязкости эмульсии на величину а с р практически незначительно, так как множитель ( - pf~) °3 ^ 1- Наиболее существенное влияние

115

на величину а с р оказывает теплопроводность эмульсии: коэффициенты а с р и А, при прочих равных условиях прямо пропорциональны. Следо­ вательно, для повышения точности теплового расчета стана необхо­ дим учет действительных значений коэффициента теплопроводности применяемой эмульсии.

8. КРИТЕРИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ДЛЯ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА ВАЛКОВ С ВОЗДУХОМ ИЛИ ГАЗОМ

Опыты по охлаждению валка воздухом проводились на установке, описанной в разделе 4 настоящей главы, в два этапа. На первом этапе исследовали охлаждение вращающегося валка без обдува воздухом, что соответствует условиям работы валков дрессировочных станов. В этих опытах скорость валка изменяли от 0 до 8 м/сек.

Температуру поверхности валка изменяли от 25 до 150° С; темпе­ ратура окружающей среды была при этом в пределах 15—20° С. Результаты опытов представлены на рис. 38, а. Критерий Рейнольдса определяли из выражения

к— коэффициент теплопроводности воздуха (табличная вели­ чина).

подаваемым из соплового коллектора. Коллектор использовали тот же, что и при охлаждении валка жидкостью, установив его на расстоя­ нии 65 мм от поверхности валка. Коллектор имел ряд цилиндрических

55,6-10~4 кг/сек. Скорость воздуха в выходном сечении сопла (при

При сверхкритическом истечении (p 2 /pi <С 0,528) скорость струи воздуха в сечении сопла и массовый расход через одно сопло рассчи­ тывают по формулам:

116