кДж/м3 згоряння визначається за формулою
, (1.11)
де - теплоємності триатомним газів, азоту та водяної пари відповідно беремо з Таблиці П4 [1], кДж/(кг К);
t - температура, при якій вибираються теплоємності триатомним газів, азоту та водяної пари з Таблиці П4 [1], ° С.
Ентальпія теоретичного об'єму повітря, кДж/м3 визначається за формулою:
, (1.12)
де С В - теплоємність повітря беремо з Таблиці П4 [1], кДж/(кг? К);
При t=200 0 С
кДж/(кг? К),
кДж/(кг? К),
кДж/(кг? К).
Аналогічно обчислимо ентальпії теоретичного обсягу продуктів згоряння, теоретичного об'єму повітря і ентальпію продуктів згоряння в інтервалі температур від 200 до 2500 ° С. Отримані дані зведемо в таблицю 1.1.
Таблиця 1.1 - Таблиця значень ентальпій продуктів згоряння
, 0С, кДж/м3, кДж/м3hГ, кДж/м32002564,53066,373322,824005214,66132,86654,266007984,3599199,29997,6480010863,212265,613351,92100013829,1571533216714,916120016865,7418398,420084,974140019952,7621464,823460,07160023085,6824531,226839,768180026252,1527597,630222,82200029449,623066433608,962220032664,3633730,436996,836240035911,6636796,840387,966 Вичистимо дійсну температуру t д, ° С в зоні горіння
, (1.13)
де t к - калориметрична температура, ° С
- пірометричний ККД,=0,75.
Дійсна температура нагріву злитка на 80? 130 ° С вище температури нагріву злитка t? м, ° С. Отримаємо:
t? м=1000 ° С;
t д=1000 + 100=1100 ° С.
Обчислимо значення необхідної калориметричної температури, ° С за формулою (1.14) і порівняємо отримане значення зі значенням, визначеним за графіком на малюнку 1.1. Якщо значення, обчислене за формулою (1.14), більше значення, визначеного за графіком, то треба підвищити температуру горіння, отже, необхідний підігрів. Якщо менше, то підігрів не потрібен.
, (1.14)
=1100/0,75=1466,7 ° С.
За графіком=1466,7 ° С, значить в нашому випадку підігрів не потрібен.
2. Температурний режим і профіль робочого простору
. 1 Температурний графік печі
,
,
,
де t св - температура газів в зварювальної зоні, ° С;
t у.г - температура газів, ° С;
t т - температура в томильной зоні, ° С;
Ці значення рівні:
,
,
.
Методична зона ділиться на три ділянки для усереднення температури. З графіка на малюнку 2.1 визначаємо середні температури теплоносія, ° С і матеріалу, значення яких наведені в таблиці 2.1 для п'яти ділянок.
Таблиця 2.1
Температура, 0 СМЗСЗТЗ12345 60077093011001050 770930110011001050 685850101511001050 303004005001000 30040050010001000 1653504507501000
Температурний графік печі
. 2 Профіль робочого простору
Малюнок 2.2 - Схема внутрішнього простору методичної печі
Розміри висот,, м, вибираємо з діапазонів:
м,
м,
м.
При товщині заготовки b? 100мм використовується односторонній підігрів, і висота h 4 відсутня.
Вибираємо:
м;
м;
м
Ширина печі А, м визначається за формулою:
А=l + 0,5, (2.1)
де l - довжина однієї заготовки, м.
A=10 + 0,5=10,5 м.
Ефективна товщина випромінюючого шару S еф, м визначається за формулою Порта:
, (2.2)
Ступінь розвитку кладки? обчислюється за формулою:
, (2.3)
де - висота кожної зони, м, яка визначається
для методичної зони -
; (2.4)
м;
для зварювальної зони -
; (2.5)
м;
для томильной зони -
(2.6)
м;
Методична зона печі:
м;
.
Зварювальна зона печі:
м;
.
томильную зона печі:
м;
.
Парціальні тиску газовкПа і водяних паровкПа визначаються за формулами:
(2.7)
(2.8)
де P - нормальний атмосферний тиск, кПа, P=101,3 кПа.
кПа;
кПа.
Для всіх зон знайдемо комплекси які знадобляться в наступному розділі для розрахунку часу нагрівання металу.
