Расчет динамики нагрева металла

Температуранагрева (температура поверхностив конценагрева )принимаетсяна 100-150°Снижеточкисолидусдлястализаданноймарки.Составсталиприведенвработе[1].Выбор возможентакжепо рекомендуемой литературе [1, с.350-353].

Температура нагреваметаллаподтермообработкувыбираетсявзависимостиот видатермообработки.

Перепадтемпературв конценагреварассчитываютпоформуле:

где 200…250 град/м толщины прогреваемого слоя – допустимый градиент температур.

Определениеплотноститепловогопотокав конценагрева .

Дляусловиянагрева металлапри примемкоэффициентыусреднениятепловогопотокаK2 =1,57итемпературыпо сечениютелаK3 =2,75[1,с.316].

Средняя температура в конце нагрева:

Температурадымовыхгазовв конце томильной зоныопределяется
поформуле:

Плотностьтепловогопотокав началеметодическойзоныопределяетсяпоформуле:

Определение плотности теплового потока в конце методической зоны.

В методической зоне металл постепенно методично подогревается, продвигаясь навстречу дымовым газам, температура которых все повышается.

Температуру поверхности в конце методической зоны можно принять в пределах

≈ 650 – 700 °С – для термических печей;

≈ 750 – 850 °С – для нагревательных печей.

Тогда

Плотностьтепловогопотокав концесварочной(нагревательной) зоныопределяетсяпоформуле:

Определениеперепадатемпературпо сечениютелаисреднемассовойтемпературы научастках.

Коэффициентнесимметричностипринимаетсяпотабл. 3.1

Таблица 3.1 – Зависимость коэффициента несимметричности от способа расположения заготовок

Расположение заготовок	Коэффициент несимметричности
Односторонний нагрев на монолитном полу толкательной печи	μ = 1
Двухсторонний нагрев на водоохлаждаемых трубах толкательной печи	μ = 0,56…0,6
Односторонний нагрев в печи с шагающими балками	μ
а/б	0,25	0,5	1,0	2,0
в/б
	0,61	0,52	0,48	0,38
1,5…2	0,8	0,75	0,72	0,70
2,0	0,95	0,95	0,95	0,95
Двухсторонний нагрев в печи с шагающими балками, водоохлаждаемые трубы	μ
а/б	0,25	0,5	1,0	2,0
в/б
	0,61	0,52	0,48	0,38
1,5…2	0,8	0,75	0,72	0,70
2,0	0,95	0,95	0,95	0,95

Перепадтемпературпо сечениютелаисреднемассоваятемператураопределяетсяметодомприближений.

В первом приближении принимаем из таблицы XIII-I [1];

Во втором приближении корректируется коэффициент теплопроводности по найденной среднемассовой температуре и расчет повторяется:

Определяем среднемассовую температуру и перепад температур в конце сварочной зоны.

I приближение:

II приближение:

Определяем среднемассовую температуру и перепад температур в конце последней томильной зоны.

I приближение:

II приближение:

Определение времени нагрева металла

Продолжительность нагрева определяется по методу тепловой диаграммы:

– в методической зоне

– в сварочной зоне

Средняя плотность теплового потока

– в томильной зоне

Общее время нагрева металла