Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
14
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
443.39 Кб
Скачать

Тепловые потери через отверстие излучением.

.

,

где - коэффициент диафрагмирования, учитывающий глубину отверстия и его экранирующее действие.

.

.

Потери тепла, затрачиваемые на нагрев газов.

,

где: Gг, Ср – масса и средняя удельная теплоемкость газа;

- начальная температура газа.

;

.

.

Тепловой баланс:

в=60 мин – время выдержки подложек.

- расход газа.

.

- скорость газа.

.

dэ=d2-d1=dк-dп=0.24-0.2=0.04 м.

.

.

Re=6< Reкр = 2000  ламинарный режим.

.

.

.

.

.

.

Q1=Q2

.

.

Затраты тепла на нагрев деталей конструкции внутри печи.

Мпд, Спд – масса и средняя удельная теплоемкость деталей конструкции печи

lзагр = 1.07 м, Dпд = 0.04м, Спд =1560

.

.

.

Потери тепла футеровкой.

Расчет футеровки.

tн=1050C; tк=60С; to=25C;

Dк=d1=0.24 м; lк=3.06 м.

Тепловой баланс:

.

.

.

.

.

.

.

турбулентный режим.

.

.

.

.

Q1=Q2.

d20.72 м.

фут=- толщина футеровки.

,

где :

qб, qт – удельный тепловой поток, проходящий через боковые и торцевые стенки, ;

Fб, Fт – площадь поверхностей боковых и торцевых стен, [м2].

Для цилиндрических поверхностей печи величина удельного теплового потока равна:

.

- коэффициент теплопередачи через цилиндрическую футеровку, ,

где

dвн, dн – диаметры внутренней и наружной поверхностей футеровки;

di, i – диаметр и коэффициент теплопроводности i-го слоя футеровки.

Для боковой поверхности:

.

.

.

.

Для торцевой поверхности:

-характерный размер

.

Ra=1.065109 Raкр =109 турбулентный режим.

.

.

.

.

.

Рфут=2546+78.2=2624.2Вт.

Потери тепла через тепловые короткие замыкания

Потери тепла через ТКЗ можно рассчитать, оценив температуру на обоих концах металлического стержня t1 и t2, проходящую через стенку.

,

где

Lстр, Fстр, стр – длина, сечение и коэффициент теплопроводности материала стержня.

Lcтр=0.1+фут=0.1+0.24=0.25м;

t1=tн=1050С ; t2=tо=25С.

.

.

=1.2( 2624.2+326.3+30.75+85+1081)=4976Вт

Рпотрпотпол=4976+1950=6926Вт

Оценка дополнительных составляющих времени цикла термической обработки.

Qакк=Qфут+Qиз+Qпд.

.

.

.

Qакк=(5.3+3.94+2.2)х106=11.44х106Дж.

Определение тепловых потерь при .

  1. тепловые потери через отверстие

  1. потери тепла через тепловые, короткие замыкания

.

  1. потери тепла, затрачиваемые на нагрев газа

.

.

Q1=Q2.

.

.

  1. затраты тепла на нагрев деталей конструкции внутри печи

, так как .

  1. потери тепла футеровкой

.

.

.

.

, так как .

.

,

где

- тепло, аккумулированное элементами печи и загрузкой при температуре и, [Дж];

- потери тепла элементами печи при температуре и, [Вт].

.

ц=н+в+о+пр

ц=39+60+39+30=168 мин.

Расчет установленной мощности печи.

,

где:

k=1,21,5 – коэффициент избытка (запаса) установленной мощности.

.

Электрический расчет нагревателя.

Допустимая и идеальная удельные поверхностные мощности связаны между собой следующей зависимостью:

,

где эф, г, с, р – поправочные коэффициенты.

При определении ид под температурой нагревателя подразумевают его максимальную температуру, определяющую срок службы нагревателя из условий окисления.

Коэффициент р учитывает влияние размеров изделий и зависит от соотношения :

 p=0.45

ид определяют по графику:

tн max=1050C; tиз=990С  -----ид=4104 Вт/м2.

Выбираем систему нагревателя – проволочный зигзаг  эф=0.68 – коэффициент эффективности излучения.

Относительное межосевое расстояние  г=1.1 – коэффициент шага.

.

Диаметр сечения:

,

где

г=1.35 – удельное сопротивление материала нагревателя в горячем состоянии, ;

Р – мощность нагревателя, [Вт];

U=220 В – напряжение на нагревателе.

.

Длина нагревателя:

.

Масса нагревателя:

,

где

- плотность материала нагревателя.

.

Определение ориентировочного срока службы нагревателя, под которым понимают время работы нагревателя, в течение которого его сечение уменьшается на 20%.

Срок службы нагревателя для данного сплава при данной температуре:

,

где

x – толщина окисленного слоя в конце срока службы, м;

vок – скорость окисления сплава, м/с.

.

vок=0.00002 мм/ч = м/с.

Срок службы нагревателя диаметром d равен:

,

где - срок службы для железохромалюминиевых сплавов может быть принят для предельных температур.

.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке РиП_НУиГСО(Самойликов)