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 = 1400°С все время поддерживается постоянной, помещают длинный стальной цилиндр диаметром d = 0,120 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 = 690 Дж/(кг*К) и плотность ρм = 7860 кг/м3. Коэффициент теплоотдачи (теплообмена) от печи к поверхности цилиндра принят также постоянным и равным αΣ = 435 Вт/(м2*К). Металл нагревают в печи до момента достижения температуры поверхности tпов=1250°С.

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

1. Определяем относительную разность температур для поверхности цилиндра в конце нагрева
Θп=tпеч-tповtпеч-tнач=1400-12501400-15=0,108
2. Находим число теплового подобия Bi
Bi=αΣ∙Rλм=435∙0,1244,2∙2=0,5905
3. Коэффициент температуропроводности стали
a=λмcм∙ρм=44.2690∙7860=8.15∙10-6м2/с
4. Пользуясь табл. 1.1, находим интерполяцией коэффициенты Рц, Nц и μц2. Для значения Bi = 0,50 коэффициент Рц составляет Рц = 0,881, а для Bi=0,60 он равен Рц = 0,859.
Искомой величиной Рц для значения Bi = 0,5905 будет
Pц=0,881+0,859-0,881∙0,5905-0,50,6-0,5=0,861
Остальные искомые коэффициенты:
Nц=1.114+1.134-1.114∙0,5905-0,50,6-0,5=1.32
μц2=0.885+1.037-0.885∙0,5905-0,50,6-0,5=1.023
5 . Определяем время τ
τ=R2a∙μц2lnPцΘп=0.1224∙8.15∙10-6∙1.023ln0.8610.108=896.4 c
6. Число подобия Фурье составит
Fo=a∙τR2=4∙8.15∙10-6∙896.40.122=2.03
7. Определяем относительную разность температур для оси цилиндра в конце нагрева
Θс=Nц∙exp-μц2∙Fo=1.32∙exp-1.023∙2.03=0.142
8. Искомая температура на оси цилиндра в конце нагрева
tc=tпеч-Θсtпеч-tнач=1400-0.1421400-15=1203.3 ℃
Эту же задачу можно решить, используя специальные графики.
Порядок решения задачи в этом случае следующий

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу