Главная | Обратная связь

Расчет времени нагрева для лучистого теплообмена

Нагрев тонких изделий в печи с постоянной температурой можно рассчитывать также и по формуле лучистого теплообмена. Исходя из того, что нагрев в газовой среде происходит главным образом за счет излучения, время нагрева приближенно можно определить по закону Стефана-Больцмана, из следующего уравнения:

 

 

откуда

(6.2)

где С — коэффициент излучения, принимаемый для прокатанного и окисленного металла 4,0 Вт/(м²×град⁴);

с- удельная теплоемкость, Вт ∙ч/(кг∙град.);

T_ср - абсолютная температура среды, окружающего металл, в К;

Т - текущая температура металла, в К.

Интегрируя и вводя новые обозначения: T_o - абсолютная начальная температура и Т_мк - абсолютная конечная температура стали, получаем

 

(6.3)

или

т. е. время нагрева металла t от абсолютной начальной температуры Т_о до абсолютной конечной температуры Т_мк, равно произведению постоянной для данного расчета В на разность функции y при, конечном и начальном отношениях температур.

Зависимость функции • от отношения можно взять из графика (рис. 6.2) или приложения 7.

Рекомендуем пользоваться значениями приложения 8 ввиду более высокой точности.

 

Пример 2.2.1.Решим предыдущий пример 2.1.1 с помощью последней формулы. Определим и .

По рис. 5.2 находим (уточняем по приложению 8):

подставив в формулу (5.3'), получим

часа, или 41 мин., т. е. расчет по этой формуле привел к тем же результатам, что и расчет по формуле (5.1)для конвективного теплообмена (см. с. 54).

Для расчета времени нагрева массивных тел с критерием Био Bi < 4,0 можно пользоваться формулой для тонких тел с введением поправочного коэффициента m, зависящего от массивности тел и их формы. Формула приобретает следующий вид:

час. (6.4)

Поправочный коэффициент m равен для пластины 1 + 1/3 Bi, для цилиндра 1+1/4 Bi, для шара 1 + 1/5 Bi.

На рис. 6.3 приведены коэффициенты К_расп времени нагрева изделий круглого и квадратного сечений в зависимости от расположения в печи.

Расположение изделий	Красп	Расположение изделий	Красп
			1,4
	1,4		2,2
	1,3		2,0
	1,8

Рис. 6.3. Коэффициенты времени нагрева в зависимости от расположения изделий в печи; d – диаметр или сторона квадрата

При расчетах времени нагрева как тонких, так и массивных тел нужно принимать во внимание способ их укладки в печи и расстояния между ними, т.е. время нагрева полученное по формуле (5.4) необходимо умножить на коэффициент К_расп