Файл: Несенчук, А. П. Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

Здесь и в последующих расчетах степени

и

соответственно

относятся

к пластине и цилиндру.

пребывания

заготовки в методической зоне. Прини­

Рассчитываем

время

маем следующие значения температур дымовых газов и металла:

/г ух = 950;

/г, =

^г2 =

1250;

=20;

Дп =

850

и

/,"2 = 1200° С. .

Для средней температуры металла в первой зоне

20+850

=

435° С

выбираем (табл. 6.8—6.11)

Лм=30,9 ккал/м-ч-0 С;

ум = 7700 кг/м3;

ср

=0,13 ккал/к г -° С и ам =0,0266 м2/ч.

Определяем

282,7-0,175

и

282,7-0,09

Ві<‘>-----------------=1,6

Ві(2>------------------=0,823.

1

30,9

1

30,9

В соответствии с принятой методикой получим:

Biimnx =

BH|);

Biimax==l,6.

1

Находим безразмерную температуру

1250+950

-850

( _ М П

2

=

0,232.

\

Ö0

' 1тах

1250+950

-20

Используя

значения

В і|Шах=1,6 и

/

ÖT,

\"

=0,232, по

графикам

(рис. 6.1)

(

-------I

3

'

Ö0

' |тах

=

0,95.

Откуда

для методической зоны выбираем величину F o i m a x

Типах—

0,95- 0,175-

= 1,09 ч (3920 сек).

0,0266

Итак, если бы нагреву подверглась пластина толщиной 350 мм, время ее

пребывания в методической зоне печи составило бы 1,09 ч.

отдельных

участков.

Отрезок

времени

Т іт а х = 1 ,0 9

ч

разбиваем

на

пять

Имеем:

тю =0;

ти =

1,09

Т і 2=

0,436:

Т і з = 0,654:

т , 1 =

0,872 и ті5= 1,09 ч.

----- =0,218;

5

Для

пластины

толщиной 350 мм

(Ві(|>=1,6)’

и всех моментов времени рас-

считываем значения Fo<‘>и

а также

/ <4 у1

1------/

1

1

ѵ Оо

'

/

’Э'т,

\ <1)n

Для методической зоны печи находим Fo(‘>и I

---- L )

1

\

до

/ 1

1)

т ,= тю =

0; А°о=

20°С;

2)

т,- =

7,, =

0,218 ч;

0,0266-0,218

Fo<‘>=

-------------------=0,19.

1

0.17512

По

номограммам

(рис. 6.2),

составленным

для

поверхности

пластины при

/ 0

\ ( ‘)п

Bit‘>= 1,6 и Fo(1>= 0,19, определяем ^ —т— j

=0,53;

1

1

3) т ,- = Т | 2 = 0 , 4 3 6 ч ;

Fo(‘) =

0,0266-0,436

------------------- =0,38.

1

0,1752

Зная Fo<J)= 0,38 п Вй‘^ 1 ,6 ,

находим

(рис. 6.2),

что ^

J ^

=0,43;

4)

т; = Тіз=

0,654 ч;

Fo<‘>=

0,0266-0,654

-------------------=0,57.

1

0.1752

При

Fo<‘>=

0,57

и

Ві<‘>= 1 ,6

по

графикам

(рис.

6.1)

определяем

/О- \ (‘>п

( ^ 1 1 )

=0,36;

/ 1

5)

т,- = Ті4 =

0,872

ч;

0,0266-0,872

Fo<‘>=

------------------- =0,76;

1

0,1752

Fo<*> =

0,76 и Bi<j>= 1,6; по графинам

(рис. 6.1)

подсчитываем

/

К , У‘)л =0,28;

6)

т,- = Ті5= 1,09 ч;

Оо

0,0266-1,09

FoO>=

=0,95.

0.1752

1

1)

т,-=

тю =

0; <”о = 20°С;

2)

т,- =

тп =

0,218 ч;

0,0266-0,218

Fo(i)=

-------------------- =0,19.

1

0.1752

/ 0Т

\(‘>ц

( —— )

=0,92;

V 0п

/ 1

/ flv.

\(«w(1)u

=0,65;

f - I ü )

1

\ 0„

/

/■0V

\ (1)ц

( —^

)

=0,53;

6)

Ti = T i5 =

1,09 ч;

\

00

’ 1

FO(i) = 0,95.

При Fo(1>= 0,95 и Ві<‘>=1,6 по графикам (рис. 6.3) находим

Г

1

i

'

/ <

0,45.

т12=

Для

цилиндра

диаметром

180 мм и

моментов времени

тю =

0, тц =

0,218,

0,436,

тіз =

0,654,

тк=0,872

и

Ті5=

1,09 ч

рассчитываем

значения

Fo<2>

и (

М

/

-

\

0п

1

1)

Ті = тю =

0;

(мо= 20°С;

2)

Ті = Т ц = 0,218 ч;

0,0266-0,218

р0(2)=

-------------------=0,582.

1

0,092

При Fo<2>= 0,582 и Ві<2>=0,823

по

графикам

(рис. 6.5),

составленным для

поверхности цилиндра,

находим

/fl

ч(2)п

( - І Д )

=0,34;

\

0 0

'

1

3) Ті = Т і 2=

0,436 ч ;

Fo<2>= 1,164.

При Fo<2) =

1,164 II Ві<2)= 0,823 находим

/ W

\ <2)п

—W

=0,163;

W „

/ 1

4) т , = Т і з =

0,654 ч;

Fo<2) = 1,746.

По известным значениям Fo<2>=

1,746 и Ві<2>=0,823 (рис. 6.5) находим

/ W

\ <2)п

—W

/ 1

=0,04;

V і%

Фо

При Fo<2>= 2,91 и Ві<2>=0,823

(рис. 6.5)

находим

W ,5\ f2)n_

0,019.

\

Ö0 / 1

/

\ (2,ц

значения I — —I

. Имеем:

W 0 /

1

1)

Ті =

Тіо=

0; ^но= 20° С;

2)

Ті =

ти =

0,218 ч.

При Fo<2) = 0,582 и Ві(2>=

0,823 находим

(см. рис. 6.7)

( ^ Г = 0 , 5 5 ;

3)' Ti =

Tj2=0,436 ч.

V #0

/ 1

При Fo<2)= 1,164 и Ві<2)=

0,823 получим (рис. 6.7)

/Л

\ (2)Ц

( —W

=0,27;

4)

Т ; = Т і з =

0,654 ч.

Wo

Для Fo<2)= 1,746 и Ві(2)=0,823 находим

(рис. 6.7)

/

GTI

\

Д

0, 12;

(

r..

=(2)ц

\

/

1•

При Fot“>= 2,91

и Вй2>=

0,823 находим

(рис.

6.7)

=

0,025.

Из соотношении (6.25) и (6.26) для

всех

расчетных моментов

времени т

рассчитываем

'

■

^

'

uo

,

(йметодическая зона

печи):

1)

Ті =

Тц =

0.218

ч;

' *

У

t=

0.53 ■0,34=0,18;

^

| =0,92-0,55 =

0,505;

2)

ті =

т 12 =

0,436

ч;

У

( - —

■ )

t=0,43-0,163 = 0,07;

( ^

- )

( =0,78-0,27=0,21;

3)

т, =

тіз =

0,654 ч;

У

(=

0,36• 0,08 =

0,029;

^

{ ~ ^ г )

і =0,65-0,12 =

=0,078;

1

4)

т,- = т ц = 0,872 ч;

2

(•% )■ - » ,2 8 .0 ,0 4 = 0 ,0 ,1 ;

2

(

^

Y

, =0,53-0,05=0,0266;

5)

т і = т і5 = 1,09 ч;

У

^

) [= 0 ,232-0,019 = 0,0044;

^

(^± 11^=0,45-0,025 = 0,011.

Результаты расчетов

(методическая зона) заносим

в табл. 6.13.

Используя значения

V

I

К

\ л

и

V

/

К

\ ц

^

J f

^

( , для всех моментов

времени

рассчитываем

температуры

металла

на

выходе из методической зоны

п

Ц

Рмі и tмі):

1)

Ti =Тіо= 0;

і“’=

/моЦ>= 20° С (ГмоЦ)==293°К);

2)

Ті =

Тц = 0,218

ч.

Ѵ / О т „ \ П

'rl-fMl

„

Запишем

s

%

=

-------------.

Подставляя

значения, будем иметь:

( — — I

^

\

ОоOn

/ 1

-

^rl—/»