Расчет трехзонной методической печи
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?не
С - конечная температура поверхности металла,
С - конечный перепад температур по сечению слитка,
- температура поверхности металла,
- температура середины металла.
3. Нагрев металла
.1 Методическая зона
.1.1 Расчет коэффициента теплоотдачи в методической зоне
Парциальное давление поглощающих компонентов смеси:
, кПа
.
, кПа
.
Ширина рабочего пространства печи:
, м
где:
l = 5000 мм - длина заготовки,
n = 2 - число рядов заготовок в печи;
.
Эффективная длина луча:
, м
где:
hм = 1 м - высота рабочего пространства печи в методической зоне;
.
Степень черноты газов при t = 800 С:
,
;
,
.
Интегральный коэффициент излучения:
,
.
Угловой коэффициент излучения кладки на металл:
,
.
Приведённый коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учётом тепла, отражённого от кладки печи на металл:
,
где:
- коэффициент теплового излучения материала,
- коэффициент излучения абсолютно черного тела;
.
Удельный тепловой поток:
,
где:
К - температура уходящих газов,
К - температура поверхности металла;
.
Коэффициент теплоотдачи в начале методической зоны:
,
.
Степень черноты газов при t = 1300 С:
;
.
Интегральный коэффициент излучения:
,
.
Приведённый коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учётом тепла, отражённого от кладки печи на металл:
,
Удельный тепловой поток:
,
.
Коэффициент теплоотдачи в конце методической зоны:
,
.
Средний коэффициент теплоотдачи:
,
.
.1.2 Нагрев металла в методической зоне
Средняя температура газов в зоне:
, С
С.
Средняя температура металла в зоне:
, С
где:
, С
k1 = 1 для пластины;
С;
С;
С.
Коэффициент теплопроводности материала:
.
Коэффициент температуропроводности:
,
где:
,
;
.
Число Био:
,
.
Безразмерная температура на поверхности:
,
.
Число Фурье:
.
Безразмерная температура в центре:
.
Температурные критерии:
,
.
Безразмерные температуры:
,
;
,
;
,
;
,
.
Уточненные температуры на поверхности и в центре металла:
, С
С.
, С
С.
Полученные значения температур незначительно отличаются от принятых.
Время нагрева в методической зоне:
, с
.
.2 Сварочная зона
.2.1 Расчет коэффициента теплоотдачи в сварочной зоне
Эффективная длина луча:
, м
где:
hсв = 2,6 м - высота рабочего пространства печи в сварочной зоне;
.
Степень черноты газов при t = 1300 С:
,
;
,
.
Интегральный коэффициент излучения:
,
.
Угловой коэффициент излучения кладки на металл:
,
.
Приведённый коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учётом тепла, отражённого от кладки печи на металл:
,
.
Удельный тепловой поток:
,
.
Коэффициент теплоотдачи в начале сварочной зоны:
,
Удельный тепловой поток:
,
.
Коэффициент теплоотдачи в конце сварочной зоны:
,
.
Средний коэффициент теплоотдачи:
,
.
.2.2 Нагрев металла в сварочной зоне
Средняя температура газов в зоне:
С.
Средняя температура металла в зоне:
, С
где:
, С
k1 = 1 для пластины;
С;
С;
С.
Коэффициент теплопроводности материала:
.
Коэффициент температуропроводности:
,
где:
,
;
.
Число Био:
,
.
Безразмерная температура на поверхности:
,
.
Число Фурье:
.
Безразмерная температура в центре:
.
Температурные критерии:
,
.
Безразмерные температуры:
,
;
,
;
,
;
,
.
Уточненные температуры на поверхности и в центре металла:
, С
С.
, С
С.
Полученные значения температур незначительно отличаются от принятых.
Время нагрева в сварочной зоне:
, с
.
3.3 Томильная зона
.3.1 Нагрев металла в томильной зоне
Время нагрева металла в томильной зоне при tпов = const можно рассчитать с помощью графика Fo = f(?tкон/?tнач), где ?tкон и ?tнач - перепады температур по сечению металла в начале и в конце томильной зоны.
Коэффициент, учитывающий неравномерность обогрева в сварочной зоне:
.
Перепад температур по сечению металла в начале томильной зоны:
С.