Московский Ордена Трудового Красного Знамени, ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции Государственный Технический Университет имени Н. Э. Баумана

Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»

Домашнее задание

по курсу

«Вакуумная техника»

Студент: Золотарев М. А.

Группа: МТ 11-61

Преподаватель: Панфилов Ю.В.

г. Москва, 2012

Задание

Разработать циклограмму работы установки, представленной на рисунке представить графическое изображение разработанной циклограммы (ручное на миллиметровке или листе в клетку; электронное в Word, Excel, etc.) согласно приведенным ниже правилам.

Правила построения циклограммы

1. Составить перечень устройств и механизмов, участвующих в работе установки, и записать его в первом столбце таблицы;

2. Начиная с любого устройства или механизма изобразить во втором столбце таблицы последовательность работы во времени всех устройств или механизмов, участвующих в работе установки;

3. После повторения 3-х – 4-х циклов работы установки составление циклограммы можно завершить;

4. На составленной циклограмме изобразить длительности рабочих и холостых ходов, а также проанализировать резервы повышения цикловой производительности установки.

Магистрально-модульный комплекс МЛЭ

Предварительный расчет
некоторых параметров изделия и печи

Расчет плотности потока полезного теплового воздействия:

Расчет температуры печи:

Расчет времени нагрева изделия

Для печи с переменной температурой нагрев изделия производится в два этапа:

• На I этапе принимается q_пол=const.

• На II этапе t_печ=const.

Расчет времени нагрева на I этапе

Определяем

Определение степени теплотехнической массивности

Степень теплотехнической массивности определяется по критерию Био:

где - коэффициенты теплоотдачи, соответственно, суммарный, излучением и конвекцией [Вт/м² К]. В свою очередь принимается Вт/м² К (для печей с естественной конвекцией), находится по следующей формуле:

где С_пр – приведенная излучательная способность :

Расчет времени нагрева на I этапе

Так как тело теплотехнически тонкое, то расчет времени нагрева в этом случае производится при известном q_пол=const (граничные условия II рода). изменяется линейно во времени, все полезное тепло идет на нагрев изделия, поэтому:

Где m – массса изделия [кг].

Расчет времени нагрева на II этапе

Нагрев при t_печ=const (граничные условия III рода (нестационарный режим нагрева)). Расчет нагрева ведется из условия параболического распределения температуры по сечению при регулярном режиме.

Время нагрева на втором этапе:

Время нагрева на втором этапе:

Суммарное время нагрева:

Расчет времени охлаждения изделия на воздухе

При остывании на воздухе в изделии возникает существенный внутренний перепад температур , который постепенно уменьшается по мере снижения температуры на поверхности.

Расчет также ведется по графикам Будрина, однако уже по интервалам (всего четыре), определяя для каждого i-ого интервала среднее значение и Bi и прочие параметры, строя график. Результаты вычислений по всем нижеприведенным формулам (для каждого интервала) сводятся в таблицы 1,2 и 3 (см. далее).

а) Расчет средней температуры поверхности изделия:

б) Расчет среднего значения коэффициента теплоотдачи по излучению:

в) Расчет средней температуры воздуха у границы с изделием:

г) Расчет перепада температуры поверхность изделия - воздух:

д) Расчет температурного коэффициента объемного расширения:

е) Комплекс Прандтля выбирается согласно значениям из таблицы 4 приложения к условиям домашнего задания.

ж) Расчет коэффициента температуропроводности воздуха на границе с изделием:

з) Расчет кинематической вязкости воздуха на границе с изделием:

и) Расчет комплекса Грасгофа, где l₀=d=0,5 м:

к) Расчет комплекса Нуссельта (значения c=0,135, n=1/3, соответствующие локонообразному режиму течения воздуха, выбираются на основании результата от произведения комплекса Грасгофа на комплекс Прандтля):

л) Расчет коэффициента теплоотдачи по конвекции:

м) Расчет суммарного коэффициента теплоотдачи:

н) Расчет комплекса Био:

о)

Наконец, производится расчет суммарного времени охлаждения изделия:

Таблица 1.

i	,	,	,	,	,	,	,
1	600	500	550	1,92	285	1,79·10-3	530
2	500	400	450	1,40	235	1,97·10-3	430
3	400	300	350	0,98	185	2,18·10-3	330
4	300	200	250	0,66	135	2,45·10-3	230
5	200	20	110	0,34	60	3,00·10-3	80

Таблица 2.

i	Prmi	, Вт/м К	, кДж/кг К		10-5,	10-6,	Grmi 108
1	0,675	4,35	1,043	0,636	6,56	44,28	5,93
2	0,678	4,17	1,034	0,696	5,79	39,26	6,73
3	0,681	3,82	1,023	0,771	4,84	32,96	8,11
4	0,685	3,45	1,012	0,865	3,94	26,99	9,47
5	0,696	2,90	1,005	1,060	2,72	18,93	8,2

Таблица 3.

i	(Gr Pr)mi	Numi	·104	, Вт/м2 К	, Вт/м2 К	,
1	4 108	99,47	8,91	8,65	10,57	361,1
2	4,56 108	103,90	8,49	8,66	10,06	512,0
3	5,52 108	110,74	7,97	8,46	9,44	761,8
4	6,48 108	116,82	7,36	8,06	8,72	1224,1
5	5,70 108	111,93	5,48	6,49	6,83	2515,4

Построение графика зависимости температуры изделия от времени для процессов нагрева и охлаждения

б ) Р а с ч е т с р е д н е г о з н а ч е н и я к о э ф ф и ц и е н т а т е п л о о т д а ч и п о и з л у ч е н и ю :

_{Данные из} MathCad