Другий інтервал першого періоду нагріву

 

Аналогічно першому розраховується другий інтервал першого періоду нагріву, при цьому кінцеві значення температури і інших параметрів для першого інтервалу є початковими значеннями для другого інтервалу.

2.1 Щільність теплового потоку та коефіцієнт тепловіддачі на початку другого інтервалу дорівнюють кінцевим значенням ось цих величин для першого інтервалу.

 

2.2 Щільність теплового потоку в кінці другого інтервалу:

,

.

 

2.3 Коефіцієнт тепловіддачі в кінці другого інтервалу:

.

 

2.4 Середнє значення коефіцієнта тепловіддачі в другому інтервалі:

.

 

2.5 Середнє значення коефіцієнта теплопровідності в другому інтервалі, Вт/(м×К):

де l₃, l₄, l₅ - коефіцієнти теплопровідності, які визначаються по графіку = f(t) при відповідних температурах, а саме:

l₃ - при початковій температурі на поверхні t_п1 = 650 °С, Вт/(м×К);

l₄ - при початковій температурі в центрі t_ц1 = 569 °С, Вт/(м×К);

l₅ - при температурі на поверхні в кінці другого інтервалу t_п2 = 790°С, Вт/(м×К);

.

 

2.6 Значення критерію Біо в другому інтервалі:

.

 

2.7 Температурний критерій в кінці другого інтервалу Ф_n2, з урахуванням того, що t_п2 = t_п.к = 790 °С, а t_ср1 = 596 °С (Увага! Т = t + 273);

.

 

2.8 Для відомого значення критерія Вi₂ = 1,18 по таблиці 4 додатка В визначаємо коефіцієнти:

δ² = 0,829; P = 0,694; N = 1,132.

 

Для відомого критерія Ф_n2 =0,34 визначаємо критерій Фур’є Fo₂:

 

.

 

Знаючи критерій Фур’є визначимо температурний критерій центру Ф_ц2:

,

який містить шукану температуру центру t_ц2 в кінці другого інтервалу.

Температура центру заготівки в кінці другого інтервалу нагріву:

.

2.9 По знайденому першому значенню t_ц2 уточнюємо коефіцієнт теплопровідності l_ср2, а потім відповідно уточнюємо Вi₂, Ф_n2, Fo₂, Ф_ц2, t_ц2 (пункти 2.6 – 2.8). При цьому коефіцієнт l_ср2 усереднюється як по товщині заготівки, так і за часом, тому що вже відома температура центру t_ц2:

,

де l₆ – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м×К), при температурі центру в кінці другого інтервалу t_{ц2 .}

При температурі центру t_ц2 = 727,4 ° С коефіцієнт теплопровідності l₆=32,14 Вт/(м×К).

Середній коефіцієнт теплопровідності:

,

Відповідно уточнюємо значення критеріїв та температуру центру t_ц2:

Вi₂=1,18, Ф_n2 = 0,34, Fo₂ =0,856, Ф_ц2 =0,553, t_ц2 =727,4 °С.

Оскільки різниця значень температури центру t_ц2 не перевищує 1%, то уточнення закінчуємо, приймаємо остаточно t_ц2 =727,4 ° С.

°

2.10 Перепад температур по перетину заготівки в кінці другого інтервалу:

Dt₂ = t_п2 – t_ц2 = 790 – 727,4 = 62,6° С.

 

2.11 Середня температура по перетину заготівки в кінці другого інтервалу:

t_ср2= t_п2 -2/3Dt₂ = 790 - 2/3 62,6 = 748,3° С.

 

По графіку i=f(t) знаходимо значення тепловміщення сталі при середній температурі t_ср2:

i(t_ср2) =481,0 кДж/кг.

 

2.12 Розрахункова середня теплоємність в другому інтервалі:

.

 

2.13 Середнє значення коефіцієнта температуропровідності а в другому інтервалі:

.

 

2.14 Час нагріву в другому інтервалі:

.

 

2.15 Температура газу в кінці другого інтервалу:

,

.

2.16 Температура кладки в кінці другого інтервалу, ° С:

t_кл2 = 2·t_піч - t_г2 = 2·890 – 918,3 ≈ 861,7 °С

 

2.17 Загальний час нагріву в першому періоді t_I:

t_I =t₁+t₂ = 5250 +4092 = 9343с» 2,6 ч

Отримані результати розрахунку використовуються для побудови графіка нагріву в першому періоді.