Промышленных загрузок

Эффективная теплопроводность некоторых

Наименование загрузок	Материал	Плотность, кг/м^3	Эффективная теплопроводность при температуре печи, ^оС
Кольца	Сталь ШХ15		1,8	6,0	13,0	20,0
Кольца	Сталь ШХ15		2,8	5,1	8,2	12,0
Угольник 12мм	Чугун		1,2	4,2	8,6	13,0
Муфты 12мм	Чугун		2,8	4,6	7,8	11,0
Муфты 25 мм	чугун		2,2	6,0	12,0	17,0
Болты М 10,20	Ст.3		3,0	6,0	8,8	12,3
Болты М 10,50	Ст.3		1,0	2,5	7,9	18,0
Болты М 10,40	Ст.3		2,5	3,6	7,9	14,0
Гайки М10	Ст.3		2,9	4,5	7,2	10,5
Гайки М16	Ст.3		3,2	6,0	10,0	15,0
Шарики	Сталь ШХ15		6,98	-	-	10,5
Ролики	Сталь ШХ15		8,14	-	-	11,0
Проволока в бунтах	-	-	2,3	-	-	3,5
Тонкие листы в стопе	-	-	0,47	-	-	0,58

5.4.1. Расчет времени нагрева теплотехнических «тонких» тел

Расчет времени нагрева теплотехнических «тонких» тел при их конвективном нагреве от до

, (39)

где – суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и

излучением, Вт/(м² · К);

– температура среды (печи), ;

– температура поверхности металла начальная, ;

– температура поверхности металла конечная, ;

– площадь поверхности тела, м²; – время нагрева, с;

– масса тела, кг;

– удельная теплоёмкость материала тела, Дж/(кг·К).

На практике, как правило, затруднительно определить массу нагреваемого изделия и тем более – площадь поверхности теплового взаимодействия нагреваемого тела со средой. В этой связи отношение можно выразить следующим образом

, (40)

где плотность материала тела, кг/м³;

– коэффициент формы.

Коэффициент формы для бесконечной пластины равен 1, для бесконечного цилиндра – 2, для шара – 3.

Уравнение (39) с использованием выражения (40) в форме, наиболее пригодной для практического применения будет выглядеть следующим образом

(41)

Если тепло из окружающей среды передаётся к поверхности тонкого тела только излучением, то время нагрева определяется из формул (42, 43)

(42)

где – приведённый коэффициент излучения, Вт/(м²·К⁴);

– температура среды (печи), К;

– температура поверхности металла конечная, K.

(43)

Функции и находят по таблице 9.

Таблица 9

Значение функции

y	j(y)	y	j(y)	y	j(y)	y	j(y)	y	j(y)
0,20	0,2000	0,42	0,4226	0,64	0,6639	0,84	0,9599	0,97	1,4131
0,22	0,2201	0,44	0,4434	0,66	0,6882	0,86	1,0020	0,98	1,537
0,24	0,2402	0,46	0,4642	0,68	0,7132	0,88	1,0389	0,985	1,612
0,26	0,2602	0,48	0,4854	0,70	0,7389	0,90	1,1024	0,990	1,713
0,28	0,2803	0,50	0,5066	0,72	0,7655	0,91	1,1332	0,992	1,770
0,30	0,3005	0,52	0,5277	0,74	0,7936	0,92	1,1659	0,994	1,842
0,32	0,3207	0,54	0,5497	0,76	0,8229	0,93	1,2046	0,996	1,944
0,34	0,3409	0,56	0,5718	0,78	0,8538	0,94	1,2463	0,998	2,117
0,36	0,3612	0,58	0,5938	0,80	0,8864	0,95	1,2959	0,999	2,293
0,38	0,3816	0,60	0,6166	0,82	0,9224	0,96	1,3563	0,9995	2,465
0,40	0,4012	0,62	0,6400	-	-	-	-	-	-

5.4.2. Расчет времени нагрева теплотехнических «массивных» тел

Расчет времени нагрева массивной садки ведется по критериальным функциям. Сначала вычисляется критерий Био (Bi)по формуле (34) и температурный критерий поверхности θ_п по формуле (46)

, (44)

Исходя из температурного критерия () и критерия Био () по номограммам Будрина [3] для пластины, цилиндра или шара находят критерий Фурье ().

Критерий Фурье выражает определённое соответствие между темпом изменения условий в окружающей среде (на поверхности) и темпом перестройки температурного поля внутри тела. Это один из критериев гомохронности, то есть он устанавливает соответствие между скоростями развития различных процессов

(45)

Время нагрева для массивной садки рассчитывается из формулы

(46)

Безразмерная координата определяется по формуле

(47)

где – координата рассматриваемой точки, м.

Коэффициент температуропроводности металла вычисляется для средней за время процесса температуры:

(48)

где теплоемкость заготовки, Вт/(кг·К);

плотность заготовки, кг/м³.

Дата добавления: 2014-11-18