1.3.4Задача № 6. Определение коэффициента теплоотдачи по опытным данным.
Если в расплаве без перегрева его над линией ликвидуса опустить металлический стержень, то за время 0 на нем наморозится слой х0. Если расплав имеет перегрев(tз – tл), то часть корки х расплавится теплотой жидкого расплава (tз, tл – температуры заливки и ликвидуса сплава, 0С). При этом:
(36)
толщина корки, которая фиксируется на образце в момент времени .
Для этого случая можно записать уравнение:
(37)
где – теплота плавления, кДж/кг;
- плотность стали, кг/м3;
- коэффициент теплоотдачи от жидкого расплава к твердой корке, Вт/м2К.
Разделяя переменные в уравнении (36), получим:
(38)
Интегрируя выражение (37) в пределах от
0 до
и от 0 до получим
(39)
Если принять во внимание выражение (36), то
(40)
В уравнении (40) коэффициент теплоотдачи
(41)
Из выражения (41), учитывая значения х0 – толщина корки в спокойном расплаве и х - толщина корки в протекающем расплаве, определить коэффициент теплоотдачи от жидкого к твердому металлу.
Таблица 3.4. Многовариантные задания к задаче № 6 по определению коэффициента теплоотдачи от жидкого к твердому металлу.
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
230 |
6800 |
7 |
6 |
25 |
5 |
2 |
232 |
6900 |
6 |
4 |
30 |
7,5 |
3 |
234 |
7000 |
5 |
3 |
35 |
10 |
4 |
236 |
7100 |
4 |
1,5 |
40 |
12,5 |
5 |
238 |
7200 |
3 |
1,2 |
45 |
15 |
6 |
240 |
7300 |
2 |
0,8 |
50 |
17,5 |
7 |
242 |
7400 |
1 |
0,5 |
55 |
20 |
8 |
244 |
7500 |
7 |
6,0 |
25 |
5 |
9 |
246 |
7600 |
6 |
5,0 |
32,5 |
8,5 |
10 |
248 |
6800 |
5 |
3,5 |
40 |
12 |
11 |
250 |
6900 |
4 |
2,0 |
47,5 |
15,5 |
12 |
252 |
7000 |
3 |
1,5 |
55 |
19 |
13 |
254 |
7100 |
2 |
1,0 |
57,5 |
22,5 |
14 |
256 |
7200 |
1 |
0,3 |
60 |
26 |
15 |
258 |
7300 |
7 |
6,5 |
25 |
4 |
16 |
260 |
7400 |
6 |
5,5 |
35 |
8 |
17 |
262 |
7500 |
5 |
3,5 |
45 |
12 |
18 |
264 |
7600 |
4 |
2,0 |
55 |
16 |
19 |
266 |
6800 |
3 |
1,7 |
65 |
20 |
20 |
268 |
6900 |
2 |
1,3 |
75 |
24 |
21 |
270 |
7000 |
1 |
0,3 |
85 |
28 |
22 |
230 |
7100 |
7 |
4 |
25 |
5,5 |
23 |
232 |
7200 |
6 |
3 |
37,5 |
8,5 |
24 |
234 |
7300 |
5 |
2 |
50 |
11,5 |
25 |
236 |
7400 |
7 |
4 |
62,5 |
14,5 |
26 |
238 |
7500 |
3 |
2 |
75 |
17,5 |
27 |
240 |
7600 |
2 |
1,6 |
87,5 |
20,5 |
28 |
242 |
6800 |
1 |
0,3 |
100 |
23,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
29 |
244 |
6900 |
7 |
3,0 |
27,5 |
6 |
30 |
246 |
7000 |
6 |
1,0 |
40 |
7,5 |
Пример решения варианта 1.
По уравнению (41)
кВт/м2К.
Ответ = 12,512 кВт/м2К.