Нагревательные печи и устройства
15
данные: температура нагрева – 825
0
С; температура печи – 850
0
С; диа-
метр заготовки из стали 45 –
d
= 40 мм и
l
= 250 мм; масса – 2,5 кг.
Теплофизические параметры: теплопроводность
λ
= 30,2 Вт/(м
⋅
К); теп-
лоемкость
С
о,
t
= 686 Дж/(кг
⋅
К); плотность
ρ
= 7700 кг/м
3
при 825
0
С; ко-
эффициент теплоотдачи на поверхность тела
α
л+к
= 175 Вт/(м
2
⋅
К).
Определим массивность нагреваемой заготовки по числу подобия Био.
Вi =
α
л+к
d
/2
λ
= 175
⋅
0,04/2
⋅
30,2 = 0,117.
Так как Вi < 0,25, то расчет ведем по формулам тонкого тела
τ
н
=
V
ρ
C
(3600
F
α
л+к
)
-1
ln(
t
п
–
t
м.н
)/(
t
п
–
t
м.к
) = 0,01
⋅
7700
⋅
686(3600
⋅
175)
-1
2,3 lg(850 - 20)/(850 - 825) = 17,5 мин при начальной температура ме-
талла 20
0
С.
Рис. 1.4. Зависимость коэффициента
К
р от расположения на поду
цилиндрических и квадратных заготовок
При расположении вплотную
К
р
= 2
5,7 2 2
т
н
т
н
д
н
τ+τ=τ
= 2
⋅
17,5 +
+ 2
⋅
17,5/7,5 = 40 мин. При расположении с зазорами :
d
/8 и
К
р
= 1,65
Д
н
τ
= 33 мин;
d
/2 и
К
p
= 1,35
Д
н
τ
= 27 мин;
d
и
К
p
= 1,2
Д
н
τ
= 24 мин.
Этот расчет показывает, что с увеличением зазора между заготов-
ками продолжительность нагрева уменьшается, однако производитель-
ность печи может не увеличиваться, так как при этом на поду печи
уменьшается количество лежащих заготовок.
Для определения продолжительности нагрева заготовок из мало- и
среднеуглеродистых сталей под ковку или штамповку до 1200 – 1250
0
С
