Определить время нагрева τ до заданной температуры поверхности tпов. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по теплоэнергетике и теплотехнике
Определить время нагрева τ до заданной температуры поверхности tпов

Определить время нагрева τ до заданной температуры поверхности tпов .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Определить время нагрева τ до заданной температуры поверхности tпов, а также температуру на оси неограниченного цилиндра tc в момент окончания нагрева. В печь, температура которой tпеч = 1300 °С все время поддерживается постоянной, помещают длинный стальной цилиндр диаметром d = 0,15 м. В момент загрузки в печь температура металла была равномерна по всему сечению и составляла tнач = 15°С. Физические свойства стали приняты постоянными, не изменяющимися с температурой: коэффициент теплопроводности λм = 44,2 Вт/(м*К), теплоемкость см = 695 Дж/(кг*К) и плотность ρм = 7800 кг/м3. Коэффициент теплоотдачи (теплообмена) от печи к поверхности цилиндра принят также постоянным и равным αΣ = 430 Вт/(м2*К). Металл нагревают в печи до момента достижения температуры поверхности tпов = 1180°С.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Определяем относительную разность температур для поверхности цилиндра в конце нагрева
Θп=tпеч-tповtпеч-tнач=1300-11801300-15=0,093.
Число теплового подобия Bi
Bi=α∙Rλм=430∙0,1544,2∙2=0,7295.
Коэффициент температуропроводности стали
a=λмcм∙ρм=44,2695·7800=8,15∙10-6 м2/с.
Пользуясь табл.1.1, находим интерполяцией коэффициенты Pц, Nц и μц2 .
Pц=0,8308;
Nц=1,1593;
μц2=1,2227.
Определяем время τ
τ=R2a∙μц2lnPцΘп=d24a∙μц2lnPцΘп=0,1524∙8,15∙10-6∙1,2227ln0,83080,093=1236 с.
Число подобия Фурье
Fo=4a∙τd2=4∙8,15∙10-6∙12360,152=1,79.
Относительная разность температур для оси цилиндра в конце нагрева
Θс=Nц∙exp-μц2∙Fo=1,1593∙e-1,2227∙1,79=0,130.
Искомая температура на оси цилиндра в конце нагрева
tс=tпеч-Θсtпеч-tнач=1300-0,1301300-15=1133 ℃.
Графическое решение.
Находим значения Θп=0,093; Bi=0,7295; a=8,15∙10-6 м2/с

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу