1.4. Оптимизация технологии нагрева заготовок

1.4.1. Влияние скорости истечения теплоносителя на процесс нагрева заготовок

Выбранный базовый уровень скорости истечения теплоносителя (работа горелки в максимальном режиме) определяет интенсивность конвективного теплообмена между раскрывающимися факелами и заготовкой. Так рост скорости однозначно приводит к увеличению значения коэффициента теплоотдачи.

Выбранный уровень скорости истечения теплоносителя определяет наряду с диаметром сопел требуемые значения давления теплоносителя, идущего на смешение с продуктами сгорания природного газа, и в раздающем коллекторе. С ростом скорости истечения названные давления увеличиваются.

Исходя из сказанного, в качестве рабочего значения скорости истечения теплоносителя должно быть выбрано значение, соответствующее предельным уровням названных выше характерных давлений, при которых наблюдается устойчивая работа установленной двухпроводной горелки.

Для анализа характеристик процесса нагрева дальнейшие расчеты проводятся в лекциях для уровня скорости истечения теплоносителя 20, 50 и 100 м/с.

2. Нагрев заготовок по режиму при постоянной температуре печи

Расчет нагрева заготовок по режиму постоянной температуры печи (температура подводимого теплоносителя 580С, скорость истечения 20м/с) при помощи программы, представленной в приложении В, позволил установить, что заготовка заданных размеров 3500х920х360 мм из дюралюминия нагревается от температуры 20С до температуры 480С за 12 часов, что соответствует часовой производительности агрегата 1,886 т/ч. При этом получен чрезвычайно значительный удельный расход газа 1.3 м³/кг.

При той же температуре подводимого теплоносителя 580С более приемлемые результаты будут получены при более высоких скоростях истечения теплоносителя. Еще более эффективным средством является повышение температуры подводимого теплоносителя.

Информация, иллюстрирующая результаты нагрева заготовок от начальной температуры 20С до конечной температуры 480С при скорости истечения теплоносителя 20 м/с, приводится на рис. 1.7-1.9. Аналогичные результаты, соответствующие скоростям истечения теплоносителя 50 и 100 м/с приводятся в приложении Д (рис Д.1-Д.6).

Лекция №9

Лекция№9

Анализ влияния скоростей истечения теплоносителя и

его температуры на экономию расхода газа и производительность печи

Рассмотренный диапазон температур подводимого теплоносителя начинается с 580С и заканчивается индивидуально для каждого уровня скорости истечения на том значении, при котором температурный перепад между центром и поверхностью заготовки в момент времени, соответствующий середине нагрева, составляет примерно 5С (рис. 1.7, рис. Д.1, рис. Д.2)). Величина 5С представляет собой предельный допустимый перепад температур между центром и поверхностью заготовки при окончании нагрева. В данном случае эта величина используется также для сравнительной оценки величины названного температурного перепада в течение всего периода нагрева.

Так, для каждой из проанализированных скоростей истечения работа на предельном температурном уровне подводимого теплоносителя позволяет сократить расход газа примерно на 30% (рис. 1.9, рис. Д.5, рис.Д.6) и повысить производительность агрегата на величину порядка 45% (рис. 1.8, рис. Д.3, рис. Д.4).

Зависимость производительности печи от конечной заданной температуры нагрева металла для разных скоростей истечения теплоносителя (при его температуре 580 С ) представлена на рис. 1.10.

Поскольку на начальных этапах нагрева допустимо иметь температурный перепад между центром и поверхностью заготовки более 5С то необходимо выбрать максимально возможный уровень температуры подводимого теплоносителя из условий стойкости материала горелки, раздающего коллектора и роликов.

Лекция №10