Степаньянц лекции ч1 (1074368), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Выбранный вариант компоновки оформляется какпринципиальная схема с проставлением габаритных размеров и размеров, необходимых дляпроведения тепловых расчетов и расчетов нагревателей (размеры теплообменных поверхностейи их взаимного расположения).3. Тепловые расчеты- расчет времени нагрева и охлаждения изделия;- расчет тепловых потерь;- расчет мощности печи.4. Расчет нагревателей, включающий выбор типа нагревателя и расчет его геометрическихпараметров, соответствующих расчетным параметрам теплового режима устройства при достаточном сроке службы.5.
Техническое проектирование, включающее разработку сборочных и рабочих чертежейнагревательного устройства.При этом, необходимо стремиться к использованию по возможности апробированныхпрактикой конструкций. Выбираемые материалы должны удовлетворять требованиям, конкретным для каждой из термических операций.Раздел IIТепловые расчеты при проектировании ЭНУ§1. Расчет времени нагрева и охлаждения изделий в печах периодическогодействияА. Понятие и выбор температуры печи (tп).
Теплотехническая массивность изделия.Расчет τн и τохл при проектирование ЭНУ требуется выполнять всегда.1. Если τн и τох даны в техническом задании (Т.З.), то следует, задаваясь параметрамиплотности полезного теплового потока (q пол) и температуры печи (tп), проверять получим литребуемые заданные времена.кон2. Если в Т.3. заданы только tизд . , то необходимо рассчитыватьτн и τохл, при этом необходимо с одной стороны стремиться к их сокращению для уменьшения времени цикла, с другойстороны это может привести к большим Δtн, Δtохл и к разрушению изделия.Vнаг изделия зависит от величины результирующего теплового потока, возникающего в результате сложного теплообмена в печи. Так как температуры изделия, нагревателей, стенок камеры различны и по разному меняются во времени, то аналитически рассчитать этот сложныйтеплообмен практически невозможно.
Поэтому вводят условное понятие “температура печи”.Под температурой печи следует понимать некую условную среднюю температуру,которая с точки зрения нагрева изделия обеспечила бы тот же эффект, что и все, разнонагретые части внутренней полости печи вкупе.Иногда tп определяют как температуру, которую показала бы термопара, помещенная впечи возле изделия, но защищенная от теплового воздействия изделия на нее.Тепловые расчеты проводятся из предварительно выбранной tп.Предпосылки выбора tп:1. Чем выше tп, тем меньше τн.
Однако tп должно быть по крайней мере ниже температуконры нагревателей на 50°С. Кроме того, если tп >> tизд . , то изделия могут перегреться, если запоздать с выгрузкой или же с отключением печи (с выключением терморегулятора).кон2. Если принять tп = tизд . , то велико τн. Таким образом, должно быть:конt наг − 50 0 > t п ≥ tизд, где t наг – рабочая температура нагревателя.Рекомендуется принимать t п = tизд + (10...30) С .Расчет τн и τохл различен для теплотехнически тонких тел (ТТТ) и теплотехнически массивных тел (ТМТ).Степень теплотехнической массивности зависит не только от толщины изделия, но и отего теплопроводности и от коэффициента теплоотдачи на поверхности изделия.
Она определяконется по критерию Био: Bi =0α ⋅l, где α [Вт/м2К] – коэффициент теплоотдачи, l [м2] – характерλный размер изделия, λ [Вт/м·К] – коэффициент теплопроводности материала изделия.- для бесконечной пластины l = δ - при нагреве с двух сторон и l = 2δ при нагреве с двухсторон, где δ – половина толщины пластины;- для бесконечного цилиндра l = R, где R – радиус цилиндра.Реальные тела следует приводить к сочетанию тел простейших форм: пластины и цилиндра.При замене на пластину l = δэкв = V/2⎯S , где V – объем тела, ⎯S – площадь среднего сечения.При замене на цилиндр l = Rэкв =Fсеч / π , где Fсеч – площадь поперечного сечения те-ла.При Bi < 0.25 – тело считается теплотехнически тонким.При Bi > 0.5 – тело считается теплотехнически массивным.При 0,5 > Bi > 0.25 – переходная область, которую следовало бы отнести к области массивных изделий, но для простоты расчета считают ТТТ, при этом ошибка мала..