- •1.Исходные данные
- •2.Расчет горения топлива
- •3.Определение времени нагрева металла
- •4.Предварительное определение основных размеров печи
- •5.Определение эффективной толщины газового слоя
- •6.Определение времени нагрева заготовок в методической зоне
- •7.Определение времени нагрева в I сварочной зоне
- •8.Определение времени нагрева заготовок во 2 сварочной зоне
- •9.Определение времени нагрева заготовки в томильной зоне
- •10.Определение основных размеров печи
- •11.Тепловой баланс печи
- •12.Подбор горелок
- •13. Расчёт рекуператора.
- •14. Определение потерь напора дымовых газов в дымовом тракте методической печи.
4.Предварительное определение основных размеров печи
При двухрядном расположении заготовок ширина печи равна:
В = 2∙l + 3∙a = 2∙3,5 + 3∙0,2 = 7,6 м
а = 200 мм
По конструктивным соображениям высоту печи принимаем в томильной зоне - 1,5м; в сварочной - 2,55; в конце методической зоны - 0,72 м.
Средняя высота методической зоны:
hср = 0,5(0,72+2,55) = 1,635 м
Определяем степень развития кладки:
ω = Fкл/Fм
где Fкл - площадь поверхности кладки рассматриваемой зоны, м2;
Fм - поверхность металла, м2.
ω = ;
для методической зоны ωм = =1,7 м2;
для сварочной зоны ωсв = =1,96м2;
для томильной зоны ωт = =1,66 м2.
5.Определение эффективной толщины газового слоя
Sэф = η∙= 0,9∙, м
для методической зоны Sмэф = 0,9∙= 4,26 м
для сварочной зоны Sсвэф = 0,9∙= 5,76 м
для томильной зоны SТэф = 0,9∙= 4м
6.Определение времени нагрева заготовок в методической зоне
Находим степень черноты газов в методической зоне при средней температуре:
tг = = 1117,5oС.
1) PСО2 ∙ Sмэф = 16,7 ∙ 4,26 = 71,14 → ɛCO2 = 0,19 (номограмма рис.16)
2) PH20 ∙ Sмэф = 9 ∙ 4,26 = 4,26 → ɛ'H2O = 0,2 ;
β=1,175
3) Согласно номограмме рис.18 поправочный коэффициент β=1,16
ɛгм = ɛCO2 + β ∙ ɛ'H2O = 0,19+1,175∙0,3 = 0,425
Приведенный коэффициент в системе газ-кладка-металл для методической зоны:
Cг-к-м= ɛо∙ɛм
Средний по длине методической зоны коэффициент теплопередачи:
αизл = Cг-к-м
где Tмнач, Tмкон - температуры поверхности металла в начале и конце методической зоны, К
tмнач =20°С.
αизл = 45,54
Определяем температурный критерий и критерий Bi:
Ѳпов = == 0,47
Bi = ,Bi = = 0,17
t͞ = 0,5∙( tповнач+ tцнач)+0,5(tповкон+ tцкон), °С
t͞ = 0,5∙(20+20) + 0,5∙(600+500) = 620 °С
λ =39,588 ; с = 0,585∙103
По значениям Ѳ и Bi по рис. 25 для поверхности пластины находим критерий Fo = 2,24
Коэффициент температуропроводности:
a = = 8,62∙10-6 м2/сек
Время нагрева металла на участке методической зоны:
τм = сек
Находим температуру центра металла в конце методической зоны, согласно номограмме по рис. 26 для центра пластины при Fo = 2,24; Bi =0,17.
Отсюда получаем Ѳ=0,51
Температура центра сляба:
tцкон = tг - Ѳ∙( tг - tцнач)
tцкон = 1117,5-0,51∙(1117,5-20) = 557,78 °С.
7.Определение времени нагрева в I сварочной зоне
Найдем степень черноты газов ɛгсв1 если tг = 1350 °С
1) PСО2 ∙ Sсв1эф = 16,7 ∙ 5,76 = 96,19 → ɛCO2 = 0,15 (номограмма рис.16)
2) PH20 ∙ Sсв1эф = 9 ∙ 5,76 = 51,84 → ɛ'H2O = 0,22;
3) Согласно номограмме рис.18 поправочный коэффициент β=1,06
ɛгсв1 = ɛCO2 + β ∙ ɛ'H2O = 0,15+1,06∙0,22 = 0,383
Приведенный коэффициент излучения в системе газ-кладка-металл для I сварочной зоны:
Cг-к-м= ɛо∙ɛм
Средний по длине методической зоны коэффициент теплопередачи:
αизл = Cг-к-м
где Tсв1нач, Tсв1кон - температуры поверхности металла в начале и конце 1 сварочной зоны, К
αизл = 102,2
Определяем температурный критерий и критерий Bi:
Ѳпов = = 0,47
Bi = ,Bi = = 0,39
При t͞ = 0,5 (600+1000) = 800 °С
λ =39,07 ; с = 0,682∙103
𝜌 = 7850 - теплоемкость металла.
По найденным значениям по номограмме рис.25 для поверхности пластины находим критерий Fo = 1,8
Определяем коэффициент температуропроводности:
a = = 7,3∙10-6 м2/сек
Время нагрева металла на участке 1 сварочной зоны:
τсв1 =
Находим температуру в конце 1 сварочной зоны, согласно номограмме по рис. 26 для центра пластины при Fo и Bi
Отсюда получаем Ѳцент=0,6
tцкон = tг - Ѳцент∙( tг - tцнач)
tцкон = 1350-0,6∙(1350-557,78) = 874,67°С.