5.3 Розрахунок часу нагріву виливків в печах , працюючих за

камерним режимом ( рис. 4.1)

5.3.1. «Тонкі» виливки

При нагріванні «тонких» виливків час залежить тільки від інтенсивності зовнішнього теплообміну і визначається з виразу :

( 25)

де ρ – щільність матеріалу, що нагрівається, кг/м³ ;

C _t – середня теплоємність матеріалу за період нагріву;

α_∑ - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/ ( м^{2 0} К);

t ^r – температура газів в робочім просторі печі, ⁰C;

, – початкова і кінцева температури метала ( так як виливок «тонкий» , то температура буде однакова як у центрі виробу так і на поверхні ) , ⁰ С.

5.3.2. «Масивні» виливки

При нагріванні «масивних» виливків час нагрівання залежить як від інтенсивності теплообміну, так і від здатності виливків засвоювати передане їм тепло і може бути визначено по значенню критерію Фур`є :

, с; ( 26 )

де а – коефіцієнт температуропровідності, м²/ с ( ).

В сою чергу критерій визначається по кривим Будрина [ Ӏ ] для поверхні пластини в залежності від значення критерію ( вираз 23 ) і безрозмірній температури :

; ( 27 )

де t^г – температура пічних газів, , ⁰C;

і – відповідно кінцева температура поверхні і початкова середня за масою температура метала.

Визначив значення критерію ( а значить і час нагріву ) , необхідно по цьому значенню і по значенню критерію , який визначено раніше , знайти безрозмірну температуру для центра .

. ( 28 )

З виразу безрозмірної температури для центра визначають температуру центра в кінці нагріву :

=

За знайденим значенням визначають перепад температур в кінці нагріву :

Δt = ; ( 29 )

При нагріванні під термообробку допустимий перепад температур не повинен перевищувати на 10 мм товщини стінки виливка .

Якщо отриманий перепад температур виявиться більше допустимого , то необхідно змінити температурний режим у печі , знизивши перепад температур між поверхнею виливка і температурою газів у печі (Δt , рис. 4.1 ) і заново провести розрахунок теплообміну у печі час нагріву .

5.4. Розрахунок часу нагріву виливка в печі , які працюють за методичним

режимом ( рис. 4.2 )

При роботі печей за методичним режимом , температура пічних газів змінюється в процесі нагріву .

Тому при розрахунку теплообміну і часу нагріву в цих печах криву змінення температур умовно розділяють на окремі дільниці і розраховують час нагріву для кожної дільниці окремо .

5.4.1. Розрахунок часу нагріву в зоні попереднього нагріву і зоні інтенсивного нагріву

Розрахунок часу нагріву для цих зон , а якщо зони розбиті на дільниці , то для кожної дільниці нагріву , проводять аналогічно розрахунку часу нагрів в печах , які працюють за камерним режимом , приймаючи при цьому за розрахункову температуру газів середньоарифметичну температуру за довжиною зони або дільниці .

Спочатку розраховують час нагріву на першій дільниці в наступному порядку :

а) визначають масивність виробу за формулою ( 23 )

, , беруть для даної дільниці-зони ;

б) якщо виріб «тонкий» то визначення часу нагріву проводять за формулою ( 25 ) ;

в) якщо виріб «масивний» , то час нагріву визначають з виразу ( 26 ) . Попередньо визначивши критерій по кривим Будрина [ Ӏ ] в залежності від критерію і безрозмірній температурі.

Після цього знаходять безрозмірну температуру центра ( низу ) і визначають температуру центра ( низу ) і середню по масі температуру в кінці нагріву на першій дільниці.

Знаючи середню температуру по масі , визначають точні значення коефіцієнта теплопровідності і теплоємкість і увесь розрахунок повторюють знову .

Після розрахунку часу на першій дільниці проводять розрахунок наступних дільниць , причому за початкову температуру метала на другій дільниці приймають середню по масі температуру металу в кінці першої дільниці .

Таким чином , повний час нагріву метала в зоні попереднього і в зоні інтенсивного нагріву визначають як суму часу нагріву на окремих дільницях .

, год . ( 30 )