Определение температурного графика печи и металла

В зоне интенсивного нагрева методической печи температура практически постоянна по длине зоны и равна t_п. В методической зоне температура изменяется по длине ее от t_п до температуры t_ух в конце методической зоны, которая лежит в пределах 850 - 1000 ° С.

На температурном графике, например, трехзонной методической печи (рисунок 2) значения температуры по оси ординат откладывают в определенном масштабе, а значения длины в печи откладывают по оси абсцисс условно, не приписывая отдельным участкам определенной протяженности. В результате длина не связывает возможности расчета, поскольку все определяется распределением температур. Подобный подход дает возможность определить время нагрева, а потом, зная время нагрева, найти длину, соответствующую температурным изменениям в данной зоне.

В методической зоне температура изменяется по длине. Чтобы к расчету времени нагрева в методической зоне можно было применить описываемый метод расчета, при краевых условиях lll рода, всю зону необходимо разбить на некоторое число участков с усреднением температуры печи в пределах каждого из них. Эту усредненную температуру и следует принимать постоянной в пределах каждого участка и определять соответствующее этому участку время нагрева. Чем больше будет взято таких участков, тем более точным будет расчет.

Рекомендуется разбивать методическую зону на 3 участка (рисунок 2).

Рисунок 2 - Изменение температуры газов и металла по длине методической печи.

Примем, что t₁ и t₂ – температуры печи в концах (по ходу дымовых газов) первого и второго участков нагрева, тогда

; ; .

На основе температурного графика печи необходимо выбрать наиболее рациональный график нагрева металла от температуры t_м.нач посада металла в печь до температуры t_м.кон выдачи металла из печи. В качестве конечной температуры нагрева металла можно принять конечную температуру поверхности металла, поскольку используемые для контроля оптические приборы измеряют именно температуру его поверхности. Конечная температура поверхности металла должна быть в конце сварочной зоны печи, так что t_м.кон – это температура поверхности металла в конце периода интенсивного нагрева и на протяжении всей зоны выдержки.

На графике нагрева металла важны две определенные точки t_м.нач и t_м.кон. В начале нагрева температура по всей массе металла одинакова и чаще всего равна 0 – 20 ° С. Разбив методическую зону печи на участки, задаются промежуточными точками температурного графика нагрева металла. При этом металл должен нагреваться медленно в интервале температур от 0 до 500 ° С. Верхняя кривая показывает изменение температуры поверхности металла, а точки , , обозначают конечную температуру поверхности соответственно , и участков нагрева. Температуру следует выбирать так, чтобы она составляла 0,65 – 0,7 t_м.кон. Нижняя кривая показывает изменение температуры центра металла, а точки - конечные температуры центра металла в концах соответственно , и участков нагрева; - температура центра в конце зоны интенсивного нагрева, а - то же, в конце зоны выдержки.

Необходимо помнить, что если кривую температуры поверхности металла для расчёта можно выбрать произвольно, руководствуясь приведенными выше указаниями, то кривую изменения температуры центра получают в результате выполнения расчета.

Дата добавления: 2015-07-25