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 tп1 = 650 °С, Вт/(м×К);

l4 - при початковій температурі в центрі tц1 = 569 °С, Вт/(м×К);

l5 - при температурі на поверхні в кінці другого інтервалу tп2 = 790°С, Вт/(м×К);

.

 

2.6 Значення критерію Біо в другому інтервалі:

.

 

2.7 Температурний критерій в кінці другого інтервалу Фn2, з урахуванням того, що tп2 = tп.к = 790 °С, а tср1 = 596 °С (Увага! Т = t + 273);

.

 

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

2 = 0,829; P = 0,694; N = 1,132.

 

Для відомого критерія Фn2 =0,34 визначаємо критерій Фур’є Fo2:

 

.

 

Знаючи критерій Фур’є визначимо температурний критерій центру Фц2:

,

який містить шукану температуру центру tц2 в кінці другого інтервалу.

Температура центру заготівки в кінці другого інтервалу нагріву:

.

2.9 По знайденому першому значенню tц2 уточнюємо коефіцієнт теплопровідності lср2, а потім відповідно уточнюємо Вi2, Фn2, Fo2, Фц2, tц2 (пункти 2.6 – 2.8). При цьому коефіцієнт lср2 усереднюється як по товщині заготівки, так і за часом, тому що вже відома температура центру tц2:

,

де l6 – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м×К), при температурі центру в кінці другого інтервалу tц2.

При температурі центру tц2 = 727,4 °С коефіцієнт теплопровідності l6=32,14 Вт/(м×К).

Середній коефіцієнт теплопровідності:

,

Відповідно уточнюємо значення критеріїв та температуру центру tц2:

Вi2=1,18, Фn2 = 0,34, Fo2 =0,856, Фц2 =0,553 , tц2 =727,4 °С.

Оскільки різниця значень температури центру tц2 не перевищує 1%, то уточнення закінчуємо, приймаємо остаточно tц2 =727,4 °С.

°

2.10 Перепад температур по перетину заготівки в кінці другого інтервалу:

Dt2 = tп2 – tц2 = 790 – 727,4 = 62,6°С.

 

2.11 Середня температура по перетину заготівки в кінці другого інтервалу:

tср2= tп2 -2/3Dt2 =790 - 2/3 62,6 = 748,3°С.

 

По графіку i=f(t) знаходимо значення тепловміщення сталі при середній температурі tср2:

i(tср2) =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:

tкл2 = 2·tпіч - tг2 = 2·890 – 918,3 861,7 °С

 

2.17 Загальний час нагріву в першому періоді tI:

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

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