4)Энтальпия продуктов сгорания, кДж/м3: i = ix+iв

5)Теоретическая температура сгорания, 0С:

Определив энтальпию продуктов сгорания i, методом интерполирования на интервале находим по таблице теоретическую температуру сгорания:

Примечание: принцип метода интерполирования был рассмотрен ранее, п.3.1.4.

6) Действительная температура сгорания, 0С:

Действительная температура горения tn, наблюдаемая в печи, всегда ниже теоретической, так как процесс горения сопровождается потерей теплоты печью в окружающую среду: чем больше теряется теплоты, тем ниже практическая температура горения:

tn=ηt

где η − пирометрический коэффициент; для нагревательных печей он равен 0,65—0,75.

Меньшие значения η принимают для камерных печей, большие – для методических, карусельных и т.п. печей. В нашем случае используется камерная печь, η принимаем равным 0,65. Если же температура горения недостаточна, то коэффициент η необходимо повысить. Если же температура горения недостаточна, то коэффициент η необходимо повысить, приведя соответствующую мотивировку или повысить температуру подогрева воздуха.

4. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА ЗАГОТОВКИ В КАМЕРНОЙ ПЕЧИ

4.1.Выбор температурного режима ковки:

4.1.1.Температура начала ковки и конца ковки (tн.к., tк.к.).

Ниже приведены некоторые марки сталей и соответствующие им tн.к., tк.к.. [3]

38

4.1.2. Температура рабочего пространства печи:

tп= tн.к.+(50…100)оС

Примечание: если есть возможность то к tнк прибавьте такое число из промежутка 50…100оС чтобы получилось 1200, 1300, или 1400оС, в дальнейшем это может облегчить расчет.

4.1.3. Температура конца нагрева:

tк.н.= tн.к.+(0…50)оС

Примечание: если есть возможность то к tнк прибавьте такое число из промежутка 0…50оС чтобы получилось 1100, 1150, 1200 или 1250оС, в дальнейшем это можешь облегчить расчет.

4.1.4. Температура начала нагрева tм.н:

Так как мы будем использовать заготовки взятые со склада при комнатной температуре то принимаем tм.н.=20 0С

температуре заготовки t=500 0С,

S – толщина нагрева заготовки [м], в случае цилиндрической заготовки S=R, при двухстороннем нагреве; α л + к - суммарный коэффициент теплопередачи

39

т.к. до этой температуры наибольшая вероятность появления термических трещин.

tГ=tп 0С – температура газов печи (см. п.4.1.2. ); tм=500 0С – температура металла.

TГ , TМ - температуры в кельвинах (0С+273)

В таблице приведены теплопроводности λ некоторых сталей при 500 0С. [4]

40

4.3.Определение времени нагрева

4.3.1.Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:

1)Время нагрева:

tГ=tп– температура газов печи (см. п.4.1.2. );

tм.к. - конечная температура заготовки, tк.н. (см.п.4.1.3) [°C];

tм.н. - начальная температура заготовки, tн.н. (см.п.4.1.4) [°C]

m – коэффициент учитывающий поправку на массивность (см.ниже) α л + к - суммарный коэффициент теплопередачи учитывающий

лучистый и конвективный теплообмен для расчета времени нагрева определяем

Коэффициент учитывающий поправку на массивность:

41

m = 1+ [(k3 - 1) /(k2 × k3 )]Bi ,

где k2, k3 – коэффициенты зависящее от формы тела и числа Био(см.п.4.2.1), определяем по таблице.

Если отношение длины заготовки l к ее диаметру d, l/d≤3, то тепло будет поступать в тело также и с торцов. С целью учета торцевых потоков тепла продолжительность нагрева тела нужно умножить на

коэффициент kl ,-имеющий следующие значения:

Для начального расчета заготовки в печи располагаются на расстоянии равном диаметру d друг относительно друга, то необходимо ввести поправочный коэффициент k=1,2.

τ H = τ H '×k × kl = τ H '×1,2 × kl

При необходимости изменить расстояние между заготовками воспользуйтесь таблицей значений коэффициента k:

42

4.3.2. Определение времени нагрева заготовок в печи по справочным данным:

Ниже приведена таблица продолжительности нагрева (мин) кованых и катаных заготовок из углеродистой и конструкционной стали при одиночном расположении в печи (данные ЦНИИТМАШа). Определить по ней время нагрева заготовки. Обратите внимание на примечание к таблице.

43