Порядок виконання роботи.
Розрахувати час нагрівання тонкого тіла.
Вихiднi данi для розрахунку приведенi в таблицi 8
Визначити приведену ступінь чорноти системи піч-заготовка:
,
де
м
- ступінь чорноти металу,
м=0,8;
печ - ступінь чорноти стін печі, печ=0,75.
Коефіцієнт тепловіддачі в початковий період нагрівання:
,
де
- константа випромінювання чорного
тіла.
Коефіцієнт тепловіддачі в кінці нагрівання:
Середній коефіцієнт тепловіддачі за період нагрівання:
Розрахункова товщина тіла, що нагрівається:
Теплопровідність для вуглецевої
сталі при
визначається за додатком IX
|1|:
.
Критерій Біо:
,
отже, заготовка, що нагрівається, являє собою тонке тіло.
Маса заготовки:
,
де
- щільність сталі, кг/м3.
При розрахунку площі поверхні заготовки торці не враховуються
Час нагрівання заготовки
(питома теплоємність сталі при
за додатком IX |1|):
Розрахувати час нагрівання масивного тіла
Вихідні дані для розрахунків приведені в таблиці 9
Для отримання проміжних
температур заготовки виділяється три
періоди нагрівання поверхні заготовки:
С;
С;
С.
Розрахунок першого періоду.
Визначити приведену ступінь чорноти системи піч-заготовка:
,
де м - ступінь чорноти металу, м=0,8;
печ - ступінь чорноти стін печі, печ=0,75.
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в початковий період нагрівання:
де - константа випромінювання чорного тіла.
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в кінці нагрівання:
Середній коефіцієнт тепловіддачі за період нагрівання:
Розрахункова товщина тіла, що нагрівається:
Критерій Біо:
,
отже, заготовка, що нагрівається, являє собою масивне тіло.
Відносна надлишкова температура для поверхні заготовки:
Число F0 визначаємо за малюнком 22 |1|.
Відносна надлишкова температура для центра заготовки визначається за малюнком 24 |1|.
Температура центра заготовки в кінці періоду:
Коефіцієнт температуропроводності заготовки:
Час нагрівання поверхні
тіла до
=600С:
Другий та третій періоди нагрівання розраховуються аналогічно.
Загальний час нагрівання поверхні заготовки:
Контрольні питання
Фактори, що визначають режим нагрівання металу.
Основні положення раціональної технології нагрівання металу.
Принципи швидкісного нагрівання металу.
Таблиця 8 – Вихідні дані для розрахунків часу нагрівання тонких тіл.
Варіант № |
Товщина заготовки d, мм |
Довжина заготовки l, мм |
Початкова температура металу
|
Кінцева температура металу
|
Щільність металу , кг/м3 |
Температура печі
|
1 |
25 |
200 |
15 |
500 |
7800 |
900 |
2 |
30 |
210 |
20 |
510 |
7800 |
900 |
3 |
35 |
220 |
25 |
520 |
7800 |
900 |
4 |
40 |
230 |
30 |
530 |
7800 |
900 |
5 |
45 |
240 |
35 |
540 |
7800 |
900 |
6 |
50 |
250 |
10 |
550 |
7800 |
900 |
7 |
25 |
260 |
20 |
560 |
7700 |
900 |
8 |
30 |
270 |
30 |
570 |
7700 |
950 |
9 |
35 |
280 |
40 |
580 |
7700 |
950 |
10 |
40 |
290 |
15 |
590 |
7700 |
950 |
11 |
45 |
300 |
20 |
600 |
7700 |
950 |
12 |
50 |
300 |
25 |
610 |
7700 |
950 |
13 |
25 |
310 |
30 |
620 |
7600 |
950 |
14 |
30 |
300 |
35 |
500 |
7600 |
1000 |
15 |
35 |
290 |
10 |
510 |
7600 |
1000 |
16 |
40 |
280 |
15 |
520 |
7600 |
1000 |
17 |
45 |
270 |
20 |
530 |
7600 |
1000 |
18 |
50 |
260 |
25 |
540 |
7600 |
1000 |
19 |
25 |
250 |
30 |
550 |
7500 |
1000 |
20 |
30 |
240 |
35 |
560 |
7500 |
1000 |
21 |
35 |
230 |
10 |
570 |
7500 |
1000 |
22 |
40 |
220 |
20 |
580 |
7500 |
1000 |
23 |
50 |
210 |
30 |
590 |
7500 |
1000 |
24 |
25 |
200 |
40 |
600 |
7500 |
1100 |
25 |
30 |
250 |
10 |
610 |
7400 |
1100 |
26 |
35 |
240 |
15 |
620 |
7400 |
1100 |
27 |
40 |
260 |
20 |
630 |
7400 |
1100 |
28 |
45 |
245 |
25 |
640 |
7400 |
1100 |
29 |
50 |
300 |
30 |
650 |
7400 |
1100 |
30 |
25 |
290 |
35 |
660 |
7400 |
1100 |
,
оС
,
оС
,
оС
Таблиця 9 – Вихідні дані для розрахунків часу нагрівання масивних тіл.
Варі-ант № |
Товщина заготовки d, мм |
Початкова температура металу , оС |
Кінцева температура металу , оС |
Температура печі , оС
|
Щільність металу , кг/м3 |
Періоди нагрівання |
1 |
500 |
15 |
900 |
1100 |
7800 |
|
2 |
510 |
20 |
910 |
1100 |
7800 |
|
3 |
520 |
25 |
920 |
1100 |
7800 |
|
4 |
530 |
30 |
930 |
1100 |
7800 |
|
5 |
540 |
35 |
940 |
1100 |
7800 |
|
6 |
550 |
40 |
950 |
1100 |
7700 |
|
7 |
560 |
10 |
960 |
1100 |
7700 |
|
8 |
570 |
15 |
890 |
1000 |
7700 |
|
9 |
580 |
20 |
880 |
1000 |
7700 |
|
10 |
590 |
25 |
870 |
1000 |
7700 |
|
11 |
600 |
30 |
900 |
1100 |
7600 |
|
12 |
610 |
35 |
910 |
1100 |
7600 |
|
13 |
620 |
40 |
920 |
1100 |
7600 |
|
14 |
630 |
10 |
930 |
1100 |
7600 |
|
15 |
640 |
15 |
940 |
1150 |
7600 |
|
16 |
555 |
20 |
950 |
1150 |
7500 |
|
17 |
565 |
25 |
960 |
1150 |
7500 |
|
18 |
575 |
30 |
950 |
1150 |
7500 |
|
19 |
585 |
35 |
940 |
1150 |
7500 |
|
20 |
595 |
40 |
930 |
1150 |
7500 |
|
21 |
605 |
10 |
920 |
1150 |
7400 |
|
22 |
615 |
15 |
910 |
1100 |
7400 |
|
23 |
625 |
20 |
900 |
1100 |
7400 |
|
24 |
635 |
25 |
890 |
1100 |
7400 |
|
25 |
645 |
30 |
880 |
1100 |
7400 |
|
26 |
505 |
35 |
900 |
1100 |
7300 |
|
27 |
525 |
40 |
910 |
1100 |
7300 |
|
28 |
630 |
30 |
920 |
1100 |
7300 |
|
29 |
635 |
25 |
930 |
1100 |
7300 |
|
30 |
640 |
35 |
940 |
1100 |
7300 |
