Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет нагрева металла

Лекция 3.

 

Расчет нагрева металла выполняют с целью определения времени, необходимого для достижения заданной температуры, или для того, чтобы найти температуру металла в данный момент времени.

t6
В некоторых печах металл нагревают в виде стоп, рулонов, штабелей Для этих случаев, за небольшим исключением, методики аналитического расчета не существует ввиду сложности условий теплообмена внутри, садки, режим же нагрева подбирают опытным путем, например, так: закрепляют термопары, снимают показания и строят температурные кривые, как показано на рис. 1 и 2.

           
 
t2  
 
t5  
 
t, 0C  
 


t4

           
   
t7 t2 t6 t1 t5 t3 t4  
 
   
 

 


Рис. 1 Рис. 2.

           
   
 
t1  
 
t4  
 

 


Чаще всего такой метод нагрева связан с термообработкой (во внимание принимаются технологические требования). На отдельных стадиях нагрева для выравнивания температуры по объему садку выдерживают опытным путем.

Нагрев под обработку давлением большей частью поддается расчету, так как изделия можно рассматривать как отдельные тела. Такой нагрев осуществляют в печах при высоких температурах, поэтому тепло на поверхность изделий передается главным образом излучением.

Основная задача расчета – найти приведенный коэффициент излучения от газа и кладки на металл (σпр) по формуле Тимофеева, которую и применяют для расчета теплообмена в промышленных печах и топках котлов:

I 21(1- Е г)+1_________ I 21(1- Е г)*[ Е 1+ Е г(1- Е 1)]+ Е г
(1) Qг1= E г Е 1 ** σ0F1г414)

 

 

Е г σ0F1г414) ≡ σг1F1г414) - формула Тимофеева (после преобразования).

 

Для инженерных расчетов формулу (1) применяют в виде выражения:

 

Тг  
Тг
(2) Qлуч=С г.к.м.*Fм[()4- ()4] Вт

 

 

В уравнении 2 величину С г.к.м. называют излучением газов и кладки на металл.

 

Для расчета нагрева металла в печах необходимо знать суммарный коэффициент теплоотдачи к поверхности металла (αΣ)

αΣ= αизл + αконв (3)

 

Коэффициент теплоотдачи (αизл) определяют по формуле (4):

           
 
Qлуч____ (Тг-Тм)Fм
 
[(Тг/100)4- (Тм/100)4] Тг-Тм
 
Вт_ М2К


αизл = = Сг.к.м.

(4)

 

Здесь Тг и Тм – соответственно температура печных газов и температура поверхности металла; Ег и Ем – степень черноты газов и степень черноты металла.

 

Среднюю по объему печи четвертую степень температуры газа подсчитывают как среднее геометрическое четвертых степеней температур в районе горелки и отводящих каналов:

 

Тгаза4=√Тгор4* Тотв.канал.4 (5)

 

Полученное по формуле Тимофеева (σпр) называют коэффициент излучения газа и кладки на металл и обозначаются (σг.к.м). Так как некоторое количество тепла металл получает от газов путем конвекции, роль которой в нагревательных печах обычно невелика, примерно до 10%, следовательно (σг.к.м) увеличивается до 10%, иной раз до 15%.

 

Нагрев тонких и массивных тел.

Время нагрева тел с равномерным температурным полем определяется по формуле:

 

Тн Тс  
Т Тс  
1 Т3  
Мс__ σпр*F
τ = * *[ψ - ψ ] (6)

 

τ – время, необходимое для нагрева тела от tн до t.

Т Тс  
ψ – функция определяется из рис. 3.

 

 
 

 


Рис. 3

 

 

 
 

 


В результате форсированного нагрева температура поверхности металла часто достигает конечного значения в тот момент, когда разность температур по сечению изделия не допустимо высока, например:

 

 
 
Т пов. ~100-150 0C Т ц. или больше


Рис. 4

 

 

В этом случае для выравнивания температуры дают выдержку (термические процессы), сокращают тепловой поток через поверхность столько, чтобы дальнейший подъем температуры прекратился.

Если посмотреть на графики нагрева (см. лекцию 2), то можно отметить, что методический или ступенчатый режимы нагрева отвечают именно этим требованиям.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Технология нагрева стали. Температура нагрева. Равномерность нагрева | Окисление. Окисление и обезуглероживание
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 567; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.013 сек.