- •Содержание
- •1. Аналитический расчет горения топлива
- •2. Определение времени нагрева металла и размеров печи
- •3. Расчет кладки печи и тепловой баланс
- •4. Выбор и расчет топливосжигающих устройств (форсунки).
- •5. Расчёт воздухоподогревательных устройств
- •Определим, по какому закону изменяется температура
- •6. Расчет дымоотводящей системы
- •7. Охрана труда и техника безопасности
2. Определение времени нагрева металла и размеров печи
Определим время нагрева заготовок. Расчет ведем по методике, описанной в [1].
1.1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПЕЧИ
Температуру
уходящих газов из печи примем
С,
а максимальную температуру в печи на
500С
выше, чем конечная температура нагрева
металла 9700С.
Зная производительность и вес одной заготовки, можно определить количество металла, одновременно находящихся в печи:
G=P*τ=500*0.84=425 кг
Вес одной заготовки:
,
кг
где
-
плотность стали ШХ15;
-
объём заготовки.
кг
Рис. 1. Эскиз детали
Определим количество заготовок, одновременно находящихся в печи:
Выберем температурный график нагрева (рис. 2).
Рис. 2. Температурный график нагрева
Диаметр
печи
м
Высота
печи
;
;
Рис. 3. Схема расположения заготовок в печи
Определим
степень развития кладки
,
где
-
теплоизлучающая поверхность кладки,
;
-
тепловоспринимающая поверхность
металла,
;
Эффективная толщина газового слоя для печи может быть найдена из выражения:
,
м
где
-
объём печи,
;
-
суммарная площадь стен свода и пода,
;
-
поправочный коэффициент, равный 0.9.
2.1 Определение времени нагрева металла за первый период
Найдём
степень черноты газов
при tг ср=
760 оС:
.
Парциальное давление газов при этой температуре:
;
По
номограммам [3]
находим
0.13;
0.2.
где =1.08;
Принимая
степень черноты металла
=0.8,
определим приведённый коэффициент
излучения газов и кладки на металл:
;
=5,7
-
коэффициент излучения абсолютно черного
тела
;
Коэффициент теплоотдачи излучением будет равен:
;
где
-
температура газа в печи,
С
-
температура металла,
С
(
берутся средние значения для данного
участка, т. е.
С,
С)
;
Находим критерий Био:
,
где
-
толщина нагреваемого металла, м
(S=0.05м);
-
коэффициент теплопроводности,
;
При
С,
.
Следовательно, на данном периоде тело греется как термически тонкое.
Определим время нагрева.
ч;
ч.
2.2 Определение время нагрева металла за второй период
Средняя
температура печи-
С;
Парциальное давление газов при этой
температуре
;
;
По номограммам [3] находим 0.14; 0.16.
;
;
;
Следовательно, в этот период тело греется как термически тонкое.
По
номограмме [3] по значениям Bi
и
находим величину критерия
.
Коэффициент температуропроводности
ч;
ч.
Определим
температуру центра металла, для чего
по значениям
и Bi=0,1
пользуясь номограммой [3] для центра
пластины найдём безразмерный температурный
критерий для центра
;
Следовательно
;
Поскольку конечные температуры поверхности и центра металла отличаются всего на 400С, то такой режим нагрева будем считать приемлемым.
Таким образом, полное время нагрева металла в печи составит:
.
