Находим степень черноты дымовых газов при средней температуре:
°С.
Парциальные давления СО2 и H2О равны (второй множитель определяется как процентный состав продуктов сгорания деленный на 100):
кПа;
кПа∙м;
По номограммам (см. прил. 3) находим степень черноты дымовых газов в начале методической зоны:
; .
Тогда
.
Приведенная степень черноты системы (газ-кладка-металл) определится по формуле
.
Средний по длине методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением определяем по формуле
Вт/(м2 ∙ К).
Определяем температурный критерий и критерий Bi по формулам:
;
,
где - теплопроводность стали 12ХМ (см. прил. 4).
Определим среднюю температуру металла по формуле
°С;
.
По найденным значениям и по номограмме для поверхности заготовки (см. прил. 5) находим критерий Фурье:
.
Время нагрева металла в методической зоне печи определим по формуле
,
где а - температуропроводность, примем равной 9,305∙10-6 м2/с при средней температуре металла 252,5 °С (см. прил. 4);
|
|
.
Определяем температуру центра заготовки в конце методической зоны. Согласно номограмме (см. прил. 7) для центра плиты при , , температурный критерий .
°С.
Определение времени нагрева металла в сварочной зоне
В сварочной зоне температуру газов будем считать постоянной и равной °С.
Определим степень черноты дымовых газов:
кПа;
кПа∙м;
По номограммам (см.прил. 3) находим:
; .
Тогда
.
Приведенная степень черноты газов сварочной зоны
.
Средний по длине сварочной зоны коэффициент теплоотдачи излучением
Вт/(м2 ∙ К).
Находим среднюю по сечению температуру металла в начале сварочной (в конце методической) зоны по следующей формуле:
°С.
Определяем температурный критерий для поверхности заготовки в конце сварочной зоны [5]:
.
При средней температуре металла
°С
Вт/(м ∙ К) и м2/с (см. прил. 4).
Определяем критерий Bi:
.
По номограмме (см. прил. 7) находим . Определим время нагрева металла в сварочной зоне:
.
Тогда
°С.