Расчёт температурного режима нагрева заготовки

Трехзонная методическая печь имеет трёхступенчатый режим нагрева. Первый этап - это нагрев происходит в методической зоне, второй- в сварочной зоне, третий- в томильной зоне. Рассмотрим сначала изменение температуры газов по зонам./рис.1/

=1117,5 =1350 =1250

= 1150 =1200

=900 =700

510,5 1190

=0,69ч =0,78ч =0,46ч

Рисунок 2-температурный режим печи

Для этого нужно определить температуры газов: t_ог,t_2г ,t_3г.

Значение начальной температуры газа рассчитываем согласно величины допускаемых напряжений в металле при нагреве его до 500⁰С т.к. основным значением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, то температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную зоны должна быть около 500⁰С.

Допускаемая разность температур по сечению изделия при нагреве его до 500⁰С определяется выражением:

(14)

где - коэффициент формы изделия (для пластины 1,05; для цилиндра 1);

- допускаемое напряжение материала изделия на разрыв МН/м²;

- коэффициент линейного расширения изделия МН/м²;

Е - модуль упругости материала изделий.

Рассчитываем t_ог в начале методической зоны.

По таблицам для данной марки стали при температуре 500⁰С находим:

К₄= 1,05

= 13,8•10^-6 1/ C

= 29 ;

=441,3 МН/м

Е=0,178x10

Определяем величину допускаемого напряжения при коэффициенте запаса прочности 1,5:

= (15)

Допускаемая разность температур по сечению слитка при нагреве его до 500⁰С находится по выражению:

=

Поскольку металл нагревается с двух сторон, то его толщина (при нагреве одностороннем нагреве, если толщина заготовки меньше 0,4м то S=d)

S=d (16)

S=5,75

При этом внутреннее тепловое сопротивление стали равно:

= (17)

По номограмме для пластины находим: t_ог= 900⁰С;

Для условий нашего задания получаем: t_ог= 900⁰С;

Значение t_2г и t_3г принимаем по опытным данным:

t_2г= t_k^ме+100 (18)

где t_k^ме- температура нагрева металла

t_2г= 1250+100=1350⁰С

Температура газов в сварочной зоне должна быть равна действительной температуре горения топлива или меньше её.

Если же t_2г получилась больше t_действ, то необходимо пересчитать калориметрическую температуру горения топлива, задавшись более высокой температурой подогрева воздуха или газа, с таким расчётом, чтобы получилось:

t_действ ≥ t_2г

t_3г= t_k^ме+ (20+50) (19)

t_3г= 1250+30=1280⁰С

Температура металла по длине методической печи изменяется следующим образом: температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную, должна быть не менее 500⁰С, принимаем t_ц.к=505⁰С, температура поверхности металла в конце методической зоны принимается из данных практики и обычно равна от 700 до 800⁰С принимаем t_k^ме=700⁰С; в конце сварочной зоны температура поверхности металла должна быть равна температуре выдачи металла:

t_k2^ме = t_k3^ме = 1200⁰С

В томильной зоне температура поверхности металла постоянна и равна:

t_k3^ме= t_k^ме=1200⁰C

Дата добавления: 2015-07-08