Температурный режим нагрева

Трехзонная методическая печь имеет трехступенчатый режим нагрева /см.рис 2/. Первый этап - это нагрев происходит в методической зоне, второй- в сварочной зоне, третий - в томильной зоне. Рассмотрим сначала изменение температуры газов по зонам.

t

⁰С ⁰С

⁰C

⁰C

⁰С

ч ч

, ч

Рисунок 2- Температурный режим в печи

Для этого нужно определить температуры газов: t_ог ,t_2г ,t_3г

( график строится по мере выполнения расчета)

Значение начальной температуры газа рассчитываем согласно величины допускаемых напряжений в металле при нагреве его до 500 с. т.к. основным значением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, то температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную зоны должна быть около 500 .

Допускаемая разность температур по сечению изделия при нагреве его до 500 определяется выражением:

, (14)

где Кч - коэффициент формы изделия /для пластины 1,05; для цилиндра 1/;

s_доп- допускаемое напряжение материала изделия на разрыв [Мн/м];

b - коэффициент линейного расширения изделия [Мн/м];

Е - модуль упругости материала изделий /см. марку стали в задании/.

Рассчитываем t_ог в начале методической зоны.

По таблицам /лит. 3 стр. 71-110-115/ для данной марки стали – сталь 40 при температуре 500 находим:

β=14,6×10^-6 1/град

Е=0,16×10⁶ Мн/м²;

К_Ч=1,05

s_вр=520 Мн/м²;

l=38,1 Вт/м с.

Определяем величину допускаемого напряжение при коэффициенте запаса прочности 1,5:

(15)

Мн/м²;

Допускаемая разность температур по сечению слитка при нагреве его до 500с находится по выражению:

Поскольку металл нагревается с двух сторон, то его толщина при нагреве равна: (при одностороннем нагреве, если толщина заготовки меньше 0,24м S=d=a)

; (16)

При этом внутреннее тепловое сопротивление стали равно:

(17)

По номограмме /прил.Б./ для пластины находим: t_ог=870

Для условий нашего задания получаем: t_ог=870

Значение t_2г и t_3г принимаем по опытным данным:

(18)

где t_к - температура нагрева металла /см.задание/

Температура газов в сварочной зоне должна быть равна действительной температуре горения топлива или меньше её.

Если же t_2г получилась больше t_действ, то необходимо пересчитать калориметрическую температуру горения топлива, задавшись более высоко температурой подогрева воздуха или газа, с таким расчетом, чтобы получилось:

t_действ г

(19)

Температура металла по длине методической печи изменяется следующим образом: температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную, должна быть не менее 500 , принимаем tц.к=500 , температура поверхности металла в конце методической зоны принимаем из данных практики и обычно равна от 700 до 800 ; принимаем tк.1=700 ; В конце сварочной зоны температура поверхности металла должна быть равна температуре выдаче металла:

1265

В томильной зоне температура поверхности металла постоянна и равна:

Все температуры заносим на график температурного режима нагрева