Методическая четырехзонная печь (стр. 2 из 5)

Методическую зону условно разделим на 3 участка и усредним температуру в печи в пределах каждого из них. Для предварительного определения основных размеров печи зададимся величиной напряженности Н габаритного пода, H=P/F=500 кг/м2. тогда площадь пода будет равна F=120000/500=240 м2

Выполняем печь с однорядным расположением заготовок;

Определим ширину В и длину L печи.

Длина заготовок – l =4,3 м

Ширина печи В= l+δ2=4,3+2*0,28 =4,86м

Где δ – зазор между заготовками и стенами печи.

l - длина заготовки.

Длина печи

Рис.1 Температурный график нагрева печи

I-V – температурные участки методической печи:

1 - температура печи: 2 - температура поверхности металла.

Для определения степени развития кладки ω примем высоту печи h равной:

- в методической зоне нагрева – 1,0 м;

- в сварочной зоне нагрева – 2,0 м;

- в томильной зоне нагрева – 1,3 м;

Тогда степень развития кладки по зонам будет равной:

Эффективная толщина газового слоя для каждой из зон печи находим из выражения:

Где V - объем зоны, м3;

F - суммарная площадь стен, свода и пода данной зоны, м2;

η - поправочный коэффициент, равный 0,9.

Для методической зоны с длиной Lм эффективная толщина газового слоя

Определяем время нагрева для I участка методической зоны.

Находим степень черноты газов εГ:

tr =8860С

По номограммам находим

Откуда

Принимаем степень черноты металла

определим величину коэффициента Ск. г. м.:

Коэффициент теплоотдачи излучением на первом участке методической зоны будет равен при tпов=(20+300) /2=1600С

Для определения критерия Вi и коэффициента температуропроводности находим из приложений VI иVII коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 1600С):

Отсюда для двухстороннего нагрева критерий Вi будет равен:

- тонкое тело

Где: S=0,37*0,55=0,2 м

Из величины критерия Вi следует, что на первом участке методической зоны заготовки греются как тонкое тело и время нагрева следует определять по формуле:

где

G - вес заготовки, кг

поскольку тонкое тело греется без перепада t0 по сечению, средняя температура по сечению металла к концу I участка нагрева составит 3000С.

Определим время нагрева для II участка методической зоны:

tг=10580C; tме=4500С.

По номограммам находим

Откуда

Принимаем степень черноты металла

определим величину коэффициента Ск. г. м.:

Отсюда для двухстороннего нагрева критерий Вi будет равен:

На данном участке заготовка греется как массивное тело. Определим величину температурного критерия для поверхности металла.

По номограмме для поверхности пластины по значениям Bi и

Находим величину критерия Фурье. F0=0,8

Коэффициент температуропроводности будет равен

Определим температуру центра металла, к концу нагрева на II участке методической зоны, для чего по значениям F0=0,8 и Bi=0,5, пользуясь номограммой для центра пластины, найдем:

следовательно

Определим время нагрева в первой сварочной зоне (участок III)

tг=12300C; tме=7400С.

По номограммам находим

Откуда

Принимаем степень черноты металла

определим величину коэффициента Ск. г. м.:

Для определения критерия Bi и коэффициента температуропроводности α находим из приложения VI и VII

Коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 740 0С):

Коэффициент температуропроводности будет равен

Для двухстороннего нагрева критерий Bi будет равен

тело массивное

Определяем величину температурного критерия для поверхности металла.

По номограмме для поверхности пластины находим величину критерия Фурье. F0=0,4, отсюда

По номограмме для центра пластины по значениям F0 и Bi найдем

Следовательно температура центра,

Определим время нагрева в сварочной зоне (IV участок)

tг=13150С;

Степень черноты газов

По номограмме находим

Откуда

Принимаем степень черноты металла

определим величину коэффициента Ск. г. м.:

Для определения критерия Bi и коэффициента температуропроводности α находим из приложения VI и VII

Коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 1000 0С):