ймаємо по досвідченим даним [1-3, 6-11]:
° С;
° С.
У зварювальній зоні максимальна температура газів ° С. При спалюванні заданого палива може бути отримана дійсна температура горіння ° С, що цілком забезпечує нагрів металу до 1150 ° С.
Розподіл температур по довжині методичної зони показано на рис. 1, б.
Оскільки основним призначенням методичної зони є повільне нагрівання металу до стану пластичності, то температура в центрі металу при переході з методичної в зварювальну зону повинна бути порядку (400 ... 500) ° С. Приймаємо ° С. Різниця температур між поверхнею і серединою заготовки для методичної зони печей прокатного виробництва можна прийняти рівною, де S- прогрівається (розрахункова) товщина виробу (так як заготівля має розміри 70? 90? 3500 мм, то, отже, м):
(дод. 9);
° С.
Приймемо температуру поверхні заготовки в кінці методичної зони, рівної 500 ° С.
Тепер знаходимо ступінь розвитку кладки (на 1 м довжини заготовки) за такою формулою:
.
Для методичної зони;
для зварювальної зони.
Визначимо ефективну довжину променя за наступною формулою:
м.
У методичній зоні
м;
в зварювальної зоні
м.
3.1 Визначення часу нагрівання металу в методичній зоні
Знаходимо ступінь чорноти димових газів при середній температурі:
° С.
Парціальні тиску СО2 і H2О рівні (другий множник визначається як процентний склад продуктів згоряння поділений на 100):
кПа;
кПа? м;
За номограммам (див. дод. 3) знаходимо ступінь чорноти димових газів на початку методичної зони:
;.
Тоді
.
Наведена ступінь чорноти системи (газ-кладка-метал) визначиться за формулою
.
Середній по довжині методичної зони коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням визначаємо за формулою
Вт/(м2? К).
Визначаємо температурний критерій і критерій Bi за формулами:
;
,
де - теплопровідність стали 12ХМ (див. дод. 4).
Визначимо середню температуру металу за формулою
° С;
.
За знайденим значенням і по номограмі для поверхні заготовки (див. дод. 5) знаходимо критерій Фур'є:
.
Час нагріву металу в методичній зоні печі визначимо за формулою
,
де а - температуропровідність, приймемо рівної 9,305? 10 - 6 м 2/с при середній температурі металу 252,5 ° С (див. дод. 4);
.
Визначаємо температуру центру заготовки в кінці методичної зони. Згідно номограмме (див. Дод. 7) для центру плити при,, температурний критерій.
° С.
3.2 Визначення часу нагрівання металу в зварювальної зоні
У зварювальній зоні температуру газів вважатимемо постійною і рівною ° С.
Визначимо ступінь чорноти димових газів:
кПа;
кПа? м;
За номограммам (см.пріл. 3) знаходимо:
;.
Тоді
.
Наведена ступінь чорноти газів зварювальної зони
.
Середній по довжині зварювальної зони коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням
Вт/(м2? К).
Знаходимо середню по перетину температуру металу на початку зварювальної (наприкінці методичної) зони за такою формулою:
° С.
Визначаємо температурний критерій для поверхні заготовки в кінці зварювальної зони [5]:
.
При середній температурі металу
° С
Вт/(м? К) і м2/с (див. дод. 4).
Визначаємо критерій Bi:
.
За номограмі (див. дод. 7) знаходимо. Визначимо час нагрівання металу в зварювальної зоні:
.
Тоді
° С.
3.3 Визначення часу нагрівання металу в томильной зоні
Перепад температур по товщині металу на початку томильной зони
° С.
Допустимий перепад температур в кінці нагріву
° С.
Так як перепад температур по товщині металу на початку томильной зони менше допустимого перепаду температур в кінці нагріву, то томильную зона в даній печі не потрібна.
Повний час нагрівання металу
.
4. Визначення основни...
