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=0.15+фут=0.15+0.23=0.38м;
t1=tн=1170С ; t2=tо=35С.
.
.
=1.2( 1990+4832+39258+100.8+23499)=83615.8Вт
Рпотр=Рпот+Рпол=83615.8+21934.5=105550.3Вт
Оценка дополнительных составляющих времени цикла термической обработки.
Qакк=Qфут+Qиз+Qпд.
.
.
.
Qакк=1504.4+16585.2+17765=35854.6кДж.
Определение тепловых потерь при .
-
тепловые потери через отверстие
-
потери тепла через тепловые, короткие замыкания
.
-
потери тепла, затрачиваемые на нагрев газа
.
.
Q1=Q2.
.
.
-
затраты тепла на нагрев деталей конструкции внутри печи
, так как .
-
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=15.9+11+11.2+30=68.1 мин.
Расчет установленной мощности печи.
,
где
k=1,21,5 – 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=0.4
Коэффициент c зависит от приведенного коэффициента нагреваемого изделия Спр:
Спр=2 c=0.5
ид определяют по графику:
tн max=1250C; tиз=990С -----ид=12.1104 Вт/м2.
Выбираем систему нагревателя – проволочный зигзаг эф=0.68 – коэффициент эффективности излучения.
Относительное витковое расстояние г=1.7 – 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.
.