Министерство образования и науки Российской Федерации

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева

Кафедра теплотехники

Курсовая работа

РАСЧЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕЧИ

Выполнил студент 432 группы:

Федоров Д.А.

Проверил преподаватель:

Крашенинников С.В.

Самара 2008г.

РЕФЕРАТ

Домашнее задание.

Пояснительная записка: 28 страниц, 7 рисунков, 6 источников.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЕЧЬ, ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ПЕЧЬ, СКОРОСТЬ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА, КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН, КАЛОРИФЕР, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ТЕРМИЧЕСКИ ТОНКОЕ ТЕЛО, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ.

В данной работе произведен тепловой и аэродинамический расчет циркуляционной низкотемпературной печи.

Содержание

Стр.

Введение……………………………………………………………………………………4

1. Эскизное проектирование печи………………………………………………………..5

1.1. Свойства сплава АК-4…………………………………………………………………5

1.2. Анализ возможных вариантов расположения деталей в печи…………………….7

2. Расчет нагрева металла………………………………………………………………….10

2.1. Выбор исходных данных и способа нагрева………………………………………...10

2.2. Расчет первого этапа нагрева…………………………………………………………11

2.3. Расчет второго этапа нагрева…………………………………………………………13

3. Расчет теплового баланса печи………………………………………………………….15

3.1. Определение полезного тепла, пошедшего на нагрев металла…………………….15

3.2. Определение вспомогательного тепла………………………………………………..15

3.3. Определение потерь тепла……………………………………………………………..15

4. Определение мощности печи. Расчет электрических нагревателей…………………….19

4.1. Определение мощности…………………………………………………………………..19

4.2. Расчет мощности калориферов ………………………………………………………..20

4.3. Расчет нагревателей ……………………………………………………………………21

5. Аэродинамический расчет печи……………………………………………………………22

5.1. Вычисление скоростей воздуха в сечениях………………………………………………22

5.2. Вычисление потерь на трение…………………………………………………………….23

5.3. Вычисление «местных» потерь…………………………………………………………...25

5.4. Выбор вентилятора………………………………………………………………………...27

Заключение………………………………………………………………………………………28

Список источников……………………………………………………………………………….29

Введение

Процесс старения изделий и полуфабрикатов из алюминиевых сплавов - один из важнейших в технологическом процессе получения качественных высокопрочных изделий. Этот процесс известен и применяется давно. До сих пор в силу ряда причин для некоторых сплавов используется длительный процесс естественного старения при невысоких температурах. Однако основная масса продукции проходит процесс искусственного старения, который осуществляется при повышенных температурах в специальных нагревательных устройствах, называемых печами старения. По сравнению с процессом естественного старения, процесс старения в печах протекает в несколько раз быстрее и позволяет активно регулировать его и достигать оптимума. Требования к таким печам достаточно высоки. Из них главными являются - равномерность прогрева всей садки металла, точное поддержание режима выдержки, высокий КПД печи.

Этим требованиям в значительной степени отвечают циркуляционные печи старения, различные конструктивные модификации которых нашли широкое применение на предприятиях.

В данном курсовом проекте проводится проектирование печи старения с необходимыми пояснениями и расчетами.

Расчет печи искусственного старения

Задание: Спроектировать циркуляционную печь периодического действия для искусственного старения заготовок из сплава АК-4 размерами 25х15х1000 мм. Садка печи 100 шт. Температура нагрева .

1. Эскизное проектирование печи.

1.1 Свойства сплава ак-4

Сплав АК-4 - сплав системы А1 – Сu – Mg – Fe – Ni , упрочняемый термической обработкой. Характеризуется хорошим сочетанием прочности и пластичности. Сплав АК-4 в искусственно состаренном состоянии имеет улучшенную коррозионную стойкость даже при повышенных температурах эксплуатации деталей и высокие значения и . Сплав хорошо обрабатывается в горячем состояниях. Температурный интервал горячей деформации 350-450 ° C. Охлаждение после горячей деформации на воздухе.

Сплав АК-4 широко применяется во многих отраслях техники. Из сплава изготавливают прутки, профили и панели для ответственных конструкций, работающих при температурах 100 – 150 °С. Химический состав сплава АК-4 приведен в Таблице 1.

Таблица 1 Химический состав сплава АК-4

Al	Cu	Mg	Mn	Zn	Ni	Si	Fe	Ti
91,3	1,9 – 2,5	1,4 – 1,8	0,2	0,3	0,9	0,5 – 1,2	0,8	0,1

Сплав АК-4 закаливают при температуре 525 - 530 °С с охлаждением в холодной воде, а затем проводят искусственное старение при 185 - 195°С, в течение 12ч.

Теплофизические характеристики сплава показаны в Таблице 2.

Таблица 2. Характеристики сплава АК-4

Сплав	Теплопровод ность λ ,	Плотность ρ, кг/м3	Уд. теплоемкость C,	Температура плавления,
АК-4	165	2800	0,870	535 - 639

Зависимости теплопроводности и теплоемкости сплава АК-4 от температуры по данным /3/ можно представить на графиках и .

Рис. 1.1 График зависимости .

Рис. 1.2 График зависимости.