Главная | Обратная связь

Расчет времени выдержки для выравнивания температуры (по Г. П. Иванцову и Д. В. Будрину)

После достижения заданной температуры изделиям необходима выдержка для выравнивания температуры. Зависимость перепада температур в конце нагрева от перепада в начале нагрева выражается следующими уравнениями:

для пластины толщиной 2d при

*

для цилиндра радиуса R при

 

Перемножив эти выражения, получим уравнение выравнивания температур в цилиндре, радиус которого равен R, а длина 2d:

Для цилиндра, у которого радиус равен длине: 2R = 2d, или R = d, уравнение принимает следующий вид:

Аналогично для квадратной призмы сечением 2d´2d получим и для куба со стороной 2d

Расчет времени выравнивания для тел различной формы может быть сделан более простым методом — путем перемножения коэффициентов К_F и К_T. Коэффициент К_F зависит только от формы тела и представляет собой значение (L — половина минимального размера, a — коэффициент температуропроводности, t — время), при котором перепад температур Dt = t_пов - t_центра уменьшается до 1 % своего первоначального значения. Коэффициент К_T зависит от отношения перепада температур в конце нагрева Dt к его первоначальному значению Dt_нач.

Коэффициенты К_F и К_T даны в табл. 6.2 и 6.3.

Таблица 6.2

Значение коэффициента К_F

 

Паралле-лепипеды	КF	Паралле- лепипеды	КF	Цилиндры	КF
D	H
1´1´1	0,63	1´2´2	1,25			0,81
1´1´1,5	0,77	1´2´3	1,39			0,80
1´1´2	0,85	1´2´4	1,46			0,79
1´1´3	0,91	1´2´5	1,49			0,74
1´1´4	0,93	1´3´3	1,57		1,5	0,68
1´1´5	0,94	1´3´4	1,67			0,56
1´1,5´1,5	0,99	1´3´5	1,71	1,5		0,91
1´1,5´2	1,09	1´4´4	1,79			1,18
1´1,5´3	1,21	1´4´5	1,84			1,52
1´1,5´4	1,27	1´5´5	1,88			1,76
1´1,5´5	1,29					1,88

 

 

Таблица 6.3

Значение коэффициента К_T

 

	КT		КT		КT		КT
0,01	1,0	0,08	0,55	0,20	0,35	0,40	0,20
0,02	0,85	0,10	0,50	0,25	0,30
0,05	0,65	0,15	0,41	0,30	0,26	0,50	0,15

Пример 2.4.1. При нагреве штампа размером 300´300´600 мм температура поверхности достигает 1100 °С. Температура в центре 950 °С. Определить время, которое потребуется для выдержки штампа при постоянной температуре до получения в центре 1070 °С.

Решение. Для параллелепипеда с отношением размеров 1´1´2 находим (по табл. 3) К_F = 0,85. Перепад температур в штампе в конце выравнивания 1100 - 1070 = 30 °С. Перепад в начале Dt_нач = 1100 – 950 = 150 °С. Отношение остающегося перепада к первоначальному

Находим в табл. 4 К_T = 0,35. Перемножая К_F и К_T, получаем значение критерия

где а - коэффициент температуропроводности стали, равный 0,0225 м²/час.

Отсюда часа, или 18 мин.

В практических расчетах время выдержки при нагреве под закалку часто принимают равным от ¼ до 1/5 от времени нагрева.

Практическая часть