Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1323 вуза, 5414 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Башкирский Государственный Аграрный Университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

книги из ГПНТБ / Бровкин Л.А. Температурные поля тел при нагреве и плавлении в промышленных печах учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.54 Mб
Скачать
☆

Решением системы (71-УП) наДцем Ci = 2,17 10"® кг^/м^час и Cg=0,010. Справочные вначения Cj и Cg для атмосфер продуктов горения приводят­ ся в табл.З-УП ив работы [95].

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3-УП

А*!

Марка

j

Топливо

!лоэффициант I

 

 

 

пп!

стали

!расхода вое-!

с ^ о 8

i

С9108

-

L

'

!

.

М

. .

J -

1,282

!

5,863

1

t

1

1

доменный

!

0,9

!

2

I

Ф

1

гае

!

1,0

1

2,203

!

5,501

3

1

1

 

!

1 .1 -

!

3,640

1

5.204

 

 

Ре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

4 1

&«

1

коксо-

I

Q9

!

1 ,0 1 1

!

5,975

5

1

1

1

валъннй

!

1,0

1

4,424

1

5,031

б

!

 

.

гав

I

1.1

1

11.32

!

4,467

 

 

 

7 1

45

 

природ-

t

Q

I

2,684

!

5,'Ясб

8

1

У8А

 

1

-Г

I

2,745

1

5,589

*

ный

9 1

Р1ё

I'■

$

1

0,122

!

8,431

1

гав

С

101

у ш

1

 

I

 

1

1,988

!

5,709

Заметим, что среднеквадратичное отклонение вкойериментальных данных от аппроксимирующего их выражения (7^-УШ не выше, чем ана­ логичное отклонение при испольвовании для аппроксимации аакта Эванса (69-УП).

2*. Расчет_утара_металж_при_ваданном £врме_его_нагрвва

Воли еадана вависимость Т м (Т ) , то приращение квадрата угара

металла в (кг/м^)^ ва время от 0 до СК найдется непосредственным интегрированием уравнения (65-УП)1

J 6d6 = J f 3[T(rU)]alT1

...72-УП

Ц*(0)

о

 

 

- 340 -

 

V

где

величина у

(0)

-

отражает количество окалины на 1

поверх­

ности тела в исходный момент времени

Т = G.

 

Или с учетом (70-УП):

 

 

 

 

 

Л

У" К

 

 

 

 

 

 

 

*= j; c i2exp[2Ci Tm]a'e<:,

 

...73-УП

где '

 

2

 

 

 

 

 

 

- у (Тк)- у ( 0).

 

 

 

Интеграл

(73-УП)

в общем случае не выражается черев влементар-

ныв функции.

Рационально аакон Тм(~)

аппроксимировать ломаной ив

•\У

евемьев,

каждое j

-ов ввено которой вапишется уравнением •

^

 

 

 

Т = R .

+ g .гг

 

...74-УП

 

 

 

‘м

 

u1tJ L)

 

 

гд® Т-_^

Т ^ Т , .

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75-УП

Расчет упрощается, если еакон

TM(Z)

аппроксимировать ступен­

чатой ломаной,

выбирая значения Тмi

, отвечающим данным таблицы

(2-УП). Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

i

.

i

»

 

...76-УП

 

йУ =

 

 

 

 

 

где

VQ •

-

берется непосредственно ив табл. (2-УП) при ооответст-

вуюимх температурах

Ij,

•

 

 

 

Для упрощения расчетов

маяно восподьвоватьоя также номограмма»*

А.Д.Соколова

[96].

 

 

 

 

 

- 341 -

*

•Зл СП£в£вЛвНИв Т91^еГ0_8НаЧвШЯ свободного

теплового аффекта

Тепло, выделяющееся по реакциям окисления, частично расходуется на места своего вовникновения на нагрев окалины, а излишки ("свобод­ ное" тепло) уходят ив окалины в металл и в окружающую среду, если

она холоднее окалины.

 

Свободный тепловой эффект окисления металла, отнесенный к 1

его

поверхности, для любого момента времени Т

подсчитывается по

форцуле;

 

 

 

 

ОУ п

JTm

I . ..77-УП

 

^ о к ~ с/Т

^ок ^ок с/т

где Qp дк/кг - теплотворная способность металла.

 

 

Для сталей в расчета^ можно принять Qp *

5650 дк/кг*, .

 

Сок= 4650 кдж/м8град.

^

 

Слагаемое

в формуле (77-УП) можно ваменить на— 2й- Q

 

6я

 

dl

ок.

где

■QОК 155 10°

адж/м8окалины.

 

 

4._Теш1е£агурное_пол9 £Остатощ:о_тврмически тонкого тела_

Спой окалины на поверхности тела мал сравнительно с толщиной

телами мы будем рассматривать окалину как неограниченную пластиду независимо от формы самого тела.

. Золи температура печи вше температуры окалины, то черев окали­ ну к металлу проходит "транзитный" тепловой поток (рис.14-УП):

...78-УП

~ ^гкм + &'fyoKi

где К ш 0,5 (см .5 4, гл.1).

' ^ т

Рис. 14-УП. Температуры (а ) и тепловые потоки (Г) при нагреве тела о окислением

его поверхности. 1 - рабочее пространство печи*

2 - слой окалины*

3 - нагреваемый металл.

- 343 -

Поскольку окалина в соответствии о определением свободного теплово­ го еффекта ничего не поглощает И8 потока ^ , в ней должен наблю­ даться перепад температуры,

 

т

-г -

^ ХЧ0К-

...79-УП

 

1ок-Тм -

" X T ' ’

гдл п

 

 

/Iон

 

* °»93 + °»0Сез (тм ~ 973) вт/м град.

 

Док

 

Уравнение

(79-УП)

повволяет выразить Т01< черев Тм к Ть .

Для едучая

чисто конвективного теплообмена печь-металл ив (79-УП) имеем

_ Док'Тм

 

'Sqk+O.SSqk fyoK

...80-УП

Гй|

л>« *$,«■,*

‘°к

 

Закон нагрева "тонкого" тела определяется уравнением теплового ба­

ланса (см. §1 глЛУ).

6 нашем случае:

 

^ {ТпГТ0к) + O K

-л О ЛЛ1

а -у п

( У - д -

С учетом (80-УП) и (64-УП) выражение (81Л1) явится интегро-диффе-

ренциальным уравнением относительно искомой неиевестной Тм( Т ) ,

Есйи угар рассматривать как малую поправку к основному фактору, •

формирующему температурное поле тела - теплообмену печь-металл, то для определения •по формуле (54-УП) в первом приближении можно принять

оС ЧЧ

...е в - у п

Тм = Тг -(Т г -Т0) е х р ( - ^ г ) )

и тогда уравнение (81-УП) сведется к обыкновенному дифференциально­

му уравнению первого порядка. Решение существенно упрощается, если

принять Я о к с

пост, что повволяет разделить

переменные Тм и Т .

Заметим, что

при нагреве достаточно тонких

тел (жесть, проволока

и т.п .), в промышленных пеадх с окислительной атмосферой к концу наг­ рева часто наблюдается превышение температуры окалины над температу­

рой рабочего пространства печи: Тдк >Тг . При этом металл нагревает­ ся выше температуры печи эа счет свободного теплового эффекта собст­

венного окисления, а величина гнм становится отрицательной. Расп­ ределение температур и потоков в этом случае показано на рис. (14—УП)

пунктирными линиями. Все ранее выгеденные формулы (78-УП),(79-УП)

и т.д.остаются справедливыми и в области Тс* >7^,.

5._Тешературнре_паде массивыого_тала

Задача решается методом дискретного удовлетворения граничного условия на обогреваемой поверхности тела:

1 W

>

$

f

+ ^

,

 

 

*

/

 

...83-УП

где T0K i

 

 

 

определяется ив

(79-УП)

 

 

...84-УП

Всистеме из 2^ уравнений (83-УП), (84-УП) имеем Cj неизвестных

Ап и (J неизвестных Ток, и • функция §'ок , входящая в сиотецу, вы­

ражается по формуле, аналогичной С83—УШ, через А п :

Г р 2

8

f

1°'*

••.аб-Уп

$ok, l ={ J C^eocphcz(T0+ Z /\nFoL )]olTJ ,

 

- 345 -

(76-УЮ:

Интеграл 166—УП) можно получить разложением в степенной рвд, что, однако, приводит к громовдюш выражениям. Для дахсидения рацио­ нально воспользоваться форц/лой, аналогичной

г г L

0

i-0 5 z

lx 1 0 , 5

 

 

 

 

V

J

 

 

 

 

 

...86-УП

сЬачение

^ 0x l в системе

(83-УГО, (84-УП)

с учетом

(77-УП) также

выражается черев Ап:

 

 

 

 

 

 

 

л

 

Л.

 

 

 

2 л

 

2

 

 

 

 

 

...87-УП

где

- принимается по (86-УГО.

 

 

 

Для достаточно массивных тел угар оценивается цифрой менее 0,5% * весу тела, а свободная теплота окисления С^ок составляет менее £% от теплового потока печьчметалл. В этих условиях в уравнениях (88-УЮ я (84-УП) следует пренебрегать слагаемыми С^ок ■ , что упрощает вычисления.

I

346 -

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Лыков А.В., ИМ, 9, №3, 1965.

2 . Kotijki S-, WqiAfe t-c^uation of Heat Conduc­ tion, bu tt, ole X-'flcaa/emte Potonolie dej jctibncei;

fo£ ХШ, №4, 1965, W'o f S2-q *fa .

3. ^ctdikt^Cn, S., Quart. Cournot M&ch. and Mcfbk;

ro t

4, №2, 1954.

 

4 .

Никитенко Н.Й., К вопросу о механизме теплопроводности,

 

об.Вопросы теки.теплофизики, Киев "Наукова думка", 1968,

 

с. 53-59.

 

5..Харитонов В.В., ИФ1,

№ 4, _1969, о .737.

6 .

Кулаков М.В., ЖТФ,

т.22, 1952, с .67.

7 .

Тайц Н.Ю., Технология нагрева стали, Мвталлургиадат,М..1962»

8 .

Гольдфарб S.M., Теплотехника металогических процессов, .

^.Металлургия? М., 1967.

9 .

Китаев Б.И. и др.,

Теплотехнические расчеты металлургиче-

 

 

 

9f

ских печей, под ред.А. С.Телегина, изд.Металлургия, М.,

1970,

с .213.

 

10.Таблицы интегральной показательной функции, Над.АН СССР,1954,

>i

11. Г.ларслоу, Д.Егер, Теплопроводность твердых тел^Наука,

М., 1964.

12.йванов А.В.,Сборник Теплофизика в литейном производстве,

.Изд.АН .БССР, Минск, 1963.

13.Лыков А.В., Теория теплопроводности, Высшая школа,М.,1967.

14.Саломатов В.В., Торлопов А.А., Известия вузов (Черная металлургия), 1967, №8, с . 139-141. .

15.Сешкин И.Д.,Розенгарт Ю.И.,Гольдфарб В.М., Сталь, 1956,#3.

-547 -

16. Бровкин Л,А,, Невестин вузов (Энергетика), 1959,W7,с .97-104. 17. Видин Ю.В.,Бойков Г.П.,ИШ,том УП,1964,№7,с.75-79.

18. Й4цин В.В.,Иванов В.В.,Иевеотия вузов (Энергетика), 1965,

№ 2, с . 104-106.

19. Бровкин Л.А., Известия ву8ов (Энергетака),1965,№3,с . 91-95, 20. Бровкин Л.А.,Известия вузов (Энергетика), 1965,№4,с . 75-82. 21. Кавадеров А.З. ,Самойлович iС.А., Нагрев массивныхтел излуче-

*нием, Тр.ВНИИлГГ, сб.У 10, Свердловск, 1963.

22.

Соколов В.Н., Расчеты нагрева металла, Маштив, М.,1955.

23.

Ьавадеров А.В., Тепловая работа пламенных печей,

 

Металлургиздат, Свердловск, 1956.

24.

Пехович А.И., ЗЦцких В.М., Расчеты теплового режима твердых

 

4*

 

тел, изд.Энертая, 'Л.,1968.

25.

Лыков А.В.,Шхайлов Ю.А.,Теория тепло- и массопереноса,

 

Гооенергоивдат, М-Л, 1963.

26.ообнин Б.Ф., )агревательные печи" (теория и расчет),

иад. Рашиностроение, М., 1964.

27. Аверин С.И. и др., Расчеты нагревательных печей, под ред.

Н.Ю.Тайла, Металлургия',' Ы, 1969.

28. ллсчников А.Д.,Иванцов Г. П., Теплопередача излучением в огне-

тахнических установках, изд. Энергия^ М, 1970, 29. Бергау8 А.Л, и др., Справочник конструктора печей прокатного

производства, том 1, издМеталлургия, М, 1970.

30.Шкляр Ф.Р., Морозова А.И., Распределение температур в стенке

>нагревателя, сб. трудов ВНИИМГ, Металлургиадат, Свердловск, 1962, № 10, с .525.

31. Свинодобов Н.П., Вопросы нагрева и плавления массивных тел,

Автореферат диссертации, Днепропетровский металлургический

- 348 -

институт» Днепропетровск, 1965.

32.

Кавадеров А.В., Самойлович С.А., ИФЖ, 1959, №7.

33.

Иванов В.В.,Известия вувов (Энергетика),1967,№5,с . 144-147.

34.

Под рад.Н.Б-.Заргафтика, Теплофизические свойства веществ,

 

Справочник, Госзнергоиздат, i.i. Л956. '

Зб.лривавдин В.А.,

Марков В.Л.,Металлургические печи, ивд.

 

V

г

 

Металлургия, М, 1967, с . 529.

36.

Бровкин Л.А.,

Известия вувов (Энергетика), 1958,№2,с.79~86.

37, Под род.Глинкова L4,А. .Металлургические печи,часть 1,М, 1963.

Зв.Глинков М.А. , Мартеновская печь как теплотехнический агре­ гат, Металлургиздат, М. ,1944.

ЗЭ.Свинолобов Н.П,, Семикин И,Д.,Известия вузов (Черная метал­ лургия), 1963, № 1, с. 165.

40.Раддл К., Затвердевание отливок, М, 1960.

41. Иванцов Г.П., .Поляк Б.Т.Кристаллизация металлов, Труды Четвертого совещания по теории литейных процессов,

Изд.АН СССР, М, 1960.

42. Бровкин Л,А., Расчет процесса плавления тел при постоянйом тепловом потоке, Сб.Теплофизика в литейном производстве,

иад.АН ECCF, Минск, 1963.

43. Бровкин Л.А,,Азбукин С.Н.,Салдаева С.И..Известия цувов

(Энергетика), 1967, №б, о .69-33.

44. Бровкин Л.А., Численный метод расчета процесса плавления,

Сб.Прилакодия теплофизики в литейном проивводстве,

*♦

и8 Д * Высшая школа, Минск, 1966.

45. Бровкин Л.А,, Заводская лаборатория, 1965,МО, о. 1193-1196. 46. Бровкин Л,А., Заводская лаборатория, 1968,#6, с . 700-703.

349 -

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности