Расчет времени нагрева заданной заготовки

Выбор температурного режима ковки:

Температура начала ковки и конца ковки [3]

Материал: Сталь 30Х

t_н.к.=1250 ⁰С

t_к.к.=800 ⁰С

Температура рабочего пространства печи:

t_п= t_н.к.+(50…100)=1250+50=1300 ⁰С

Температура конца нагрева:

t_к.н.= t_н.к.+(0…50)=1250+0=1250 ⁰С

Температура начала нагрева:

t_н.н.=20 ⁰С

Критерий Био:

=(264,23*0,04)/36,5=0,33

где - расчетный суммарный коэффициент теплопередачи учитывающий лучистый и конвективный теплообмен при температуре металла 500 ⁰С (так как есть опасть появления термических трещин); s - толщина пластины или радиус цилиндра s=0,04 м;

=36,5 Вт/(м²К) – коэффициент теплопроводности [4];

=3,5*(((1300+273)/100)⁴-((500+273)/100)⁴)/(1300-500)+12=264,23

Определение времени нагрева

2.1 Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:

2.1.1 Суммарный коэффициент теплопередачи учитывающий лучистый и конвективный теплообмен для средней температуры металла, используется для расчета времени нагрева

t_м=0,67t_к.н=0,67*1250=837,5 ⁰С – средняя температура металла

= 3,5*[((1300+273)/100)⁴-((837,5+273)/100)⁴]/(1300-837,5)+12=360,22

2) Время нагрева:

,

где k₁ – коэффициент формы. Для цилиндра k₁ = 2.

s - толщина пластины или радиус цилиндра s=0,04 м;

с - средняя удельная теплоёмкость, 678 [4];

p - удельный вес при средней температуре, 7506 [4];

- суммарный коэффициент теплопередачи учитывающий лучистый и конвективный теплообмен для средней температуры ;

t_Г=t_п– температура газов печи

- конечная температура заготовки, [°C];

- начальная температура заготовки, [°C]

m – коэффициент учитывающий поправку на массивность (см.ниже) [1]

=1+[(1,97-1)/(1,93*1,97)]*0,33=1,08

k₃=1,97

k₂=1,93, где k_3, k₂ - коэффициенты зависящие от

=(0,04*7506*678)/(2*360,22)*ln[(1300-20)/(1300-1250)]*1,08=1116,64 мин

Т.к. заготовки в печи располагаются на расстоянии равном 1/2 диаметра, то необходимо ввести поправочный коэффициент k=1,32 учитывающий взаимное расположение заготовок.

Отношение длины заготовки к ее диаметру l/d=1,44, тогда коэффициент учитывающий торцевые потоки k_l=0,82.

Тогда:

18,61*1,32*0,82=20,06 мин

Дата добавления: 2014-12-27