2. Расчет нагрева металла

1. Предварительные размеры рабочего пространства печи

   1. Площадь активного пода

где - заданная производительность печи,

- напряженность активного пода. Согласно приложению,

принимаем

2. Ширина активного пода

где - число рядов заготовок по ширине печи, принимаем

- заданная длина заготовки

- расстояние между рядами заготовок, между заготовками и стенками печи, равное диаметру круглого сечения заготовки (высота)

3. Длина активного пода

4. Ширина пода

5. Длина пода

6. Площадь пода

7. Высота рабочего пространства печи

где - высота свободного пространства над металлом. Из конструктивных соображений .

2. Геометрические соотношения

   1. Количество заготовок одновременно находящихся в печи (предварительно)

где - диаметр заготовки (ширина)

- расстояние между заготовками, принимаем для удобства загрузки

2. Тепловоспринимающая поверхность металла

3. Поверхность стен печи

4. Угловой коэффициент излучения от стен печи на металл

5. Объем свободного (над металлом) рабочего пространства печи

6. Эффективная длина лучей

3. Теплообмен печи.

При достаточно высокой преобладает лучистый теплообмен.

1. Коэффициент излучения газов при

Парциальное давление газов выражается произведением одной сотой их процентного содержания на абсолютное давление, под которым находится газовая смесь.

2. Излучательная способность системы печь-металл

Окисленная сталь имеет

3. Средний за время нагрева коэффициент теплоотдачи излучением

Т_н=293К, Т_п=1493К, Т_к=1443К

4. Полный коэффициент теплоотдачи

5. Тепловую массивность заготовки определяем по значению числа «Био»

где - определяющий размер заготовки

- коэффициент теплопроводности металла

Для круглого сечения заготовки можно принять

Средняя за время нагрева температура металла

при по табл. 23 для стали СТ 45

Это значение является переходным между значениями тонких ( ) и массивных ( ) тел. В связи с этим, в дальнейших расчетах будем использовать решение для термически - тонких тел с поправкой на массивность заготовок, которую введем в значение коэффициента теплоотдачи:

- коэффициент массивности

4. Время нагрева заготовок

- теплоемкость

-тепловоспринимающая поверхность заготовок при укладке на под вплотную друг к другу (без зазора)

- коэффициент укладки заготовок

5. Перепад температуры по сечению заготовки в конце нагрева

где - тепловой поток на металл в конце нагрева

Это меньше допустимого по значению 50С, т.е. условие выполняется.