2.5.6 Определение коэффициента расхода воздуха 2 в зоне нагрева

Для проволоки диаметром 2,0 мм в таблице принимаем температуру печи в зоне нагрева t_П = 900°С. Для установления этой температуры необходимо ввести дополнительный холодный воздух в соответствии с ₂, рассчитанному по формуле:

₂=1+V"^C_ОБЩ(t_^действ*С₁^действ-t_П*С)/(t_П*С*L₀) (2.25)

₂=1+1,556*(1419*1,58-900*1,56)/(900*1,56*0,7)=2,28

В дымовых газах дополнительно к V^"_О2 образуется:

V^"_О2=(2,28-l,0)*0,148 = 0,19 м³/м³

Определение количества воздуха, необходимого на горение в зоне нагрева:

L^" =(1 +3,76)* 0,148* 0,19= 1,17 м³/м³

Количество дымовых газов:

V"_дым = 1,556 + 0,19 = 1,746 м³/м³

2.5.7 Расчет времени нагрева проволоки в зоне предварительного нагрева и определение длины зоны

Температура в зоне t_П =900°С, начальная температура металла t_М^Н=20°C, конечная температура металла t_М^К = 250°С. Время нагрева проволоки определяется по формуле:

(2.26)

где d - диаметр проволоки, мм;

 - плотность проволоки, кг/м³ (ρ = 7850 кг/м³)

Сρ - средняя теплоемкость металла в интервале температур (t^Н- t^К), Дж/кг С С_пр - приведенный коэффициент излучения с учетом конвективно­го теплообмена, Вт/кг*К⁴;

^tМН ,^tМК - начальный и конечный температурный фактор, К^-3

(2.27)

= Дж/м²*С

где i_М^К; i_М^К – энтальпия при t_М^К; t_М^К, Дж/кг

Энтальпия металла:

i_М^Н =9,7 кДж/кг при t_М^Н=20С

i_М^К =127,7 кДж/кг при t_М^К=250С

t_М^СР=900-(250-20)/ln[ (900-20)/(900-250) ]=141С

(2.28)

Вт/м*К⁴

С_пр = С_к + С_ПР (2.29)

С_пр = 3,6+3,5=7,1 Вт/м²*К⁴

Конечный и начальный температурные факторы определяются в зависимости от темпера­туры печи, начальной и конечной температур металла по графикам 1 и 2 из приложения [ ]: для температуры t_П = 900°С ;

при t^Н = 20°С ^НМ = 0,019 К^-3

при t^К = 250°С ^КМ = 0,033 К^-3

Время нагрева проволоки определяется по формуле 2.26:

c

Длина зоны:

l=V*/60 (2.30)

l=60*3,2/60=3,12 м

2.5.8 Расчет времени нагрева проволоки в зоне контролируемого нагрева и определение длины зоны

Температура в зоне t_П= 800°С, начальная температура металла t_М^Н =250°C; конечная температура металла t_М^К = 730°С.

Средняя теплоемкость металла рассчитывается по формуле 2.27:

С_Р=(467,9-127,7)*10³/(730-250)=708,7 Дж/кгС

t_М^СР=800-(730-250)/ln[ (800-250)/(800-730) ]=567С

Вт/м*К⁴

C_ПР=0,47+3,5=3,97 Вт/м²*К⁴

Конечный и начальный температурные факторы определяются в зависимости от темпера­туры печи, начальной и конечной температур металла по графикам 1 и 2 из приложения [ ]: для температуры t_П = 800°С ;

при t^Н = 250°С ^НМ = 0,045 К^-3

при t^К = 730°С ^КМ = 0,095 К^-3

Время нагрева проволоки определяется по формуле 2.26:

с

Длина зоны рассчитывается по формуле 2.30:

l=V*/60=60*28,2/60=28,2 м

Общее время нагрева в печи:

 = 28,2+3,2=31,4 с

Общая длина печи:

l= 3,2+28,2=31,4 м

Внутреннюю ширину рабочего пространства печи рассчитываем по формуле:

B = S*(a-l) + 2*b (2.31)

где S - расстояние между осями проволоки, 35мм;

а - количество нитей, а = 24;

b - расстояние от стенок до крайних нитей, b = 95 мм

В = 35*(24-1) + 2*95 = 995мм=1м

Высоту печи в зонах печи принимаем равной 0,5м.