Примеры решения задач

Рассчитать процесс охлаждения слитка спокойной стали сечением 0,670 0,558 м в изложнице с толщиной стенки 0,130 м.

Исходные данные: t_нач = 20 , t_из = 50 , t_ж = 1540 , t_затв = 1500 ,  = 40 , q_затв = 272 кДж/кг.

Теплофизические свойства слитка: = 29 Вт/(м K); c _сл = 0,69 кДж/(кг K); = 7500 кг/м³; c _ж = 0,84 кДж/(кг K);

Теплофизические свойства изложницы: =29 Вт/(м K); c _из = 0,59 кДж/(кг K); = 7200 кг/м³; = 0,069 10^-4 м²/с.

Слиток заменяется эквивалентным радиусом:

м.

Тогда наружный радиус изложницы будет:

м.

В первом приближении принимаем t_пов = 620 ;

 t_заз = 870 . Тогда:

Вт/(м² K);

Вт/(м² K);

 (м² K)/Вт;

(м² K)/Вт; (м² K)/Вт;

;

кВт/м²;

;

.

Уточняем: t_пов = 600 ; t_заз = 850 . Тогда = 263 Вт/(м² K); = 61,9 Вт/(м² K);

= 0,0193 (м² K)/Вт;t_кон = 755 ;t_из = 575 ;t_пов = 935 ;t_пов = 935+ (1500 — 935)=1123 ;

Q_нач = 1540 0,84 + 272 = 1566 кДж/кг; Q_кон = 0,69 1123 = 775 кДж/кг; = 1566 — 775 = 791 кДж/кг;

;

ч.

Охлаждение после затвердевания рассчитываем по интервалам.

Для первого интервала при охлаждении от 935  до 800  в начале интервала:t_пов = 935 , t_кон = 575 , = 0,0193 (м² K)/Вт.

В конце интервала t_пов = 800 , t_кон = 620 ;t_пов и t_кон приняты предположительно для определения и в конце интервала.

Тогда получим:

;

Вт/(м² K);

Вт/(м² K);

 (м² K)/Вт;

кВт/м²;  Вт/(м² K);

 Вт/(м² K);

 Уточняем значения температур:

; ;

; ;

; .

Продолжительность охлаждения после затвердевания:

ч.

Аналогично производится расчет для других интервалов.

Литература

а) Основная литература:

1а. Кривандин В. А., Арутюнов В. А., Белоусов В. В. и др. Теплотехника металлургиче­ского произ­водства. В 2-х томах. Т. 1 Теоретические основы: Учебное пособие для вузов — М.: МИСиС, 2003. — 343 с. (32 экз)

2а. Расчеты металлургических печей: справочное издание: В 2-х томах.. Т. 1 / Под общ. ред. д. т. н. проф.

В. И. Тимошпольского, д. т. н. проф. В. И. Губинского. — М.: Теплотехник, 2009. — 512 с.

3а. Расчеты металлургических печей: справочное издание: в 2-х томах. Т. 2: Под общ. ред. д-ра технических наук проф. В. И. Тимошпольского, д-ра технических наук проф. В. И. Губинского. — М.: Теплотехник, 2011. — 544 с.

Б) Дополнительная

1б. Теплофизика. Учебное пособие для практических занятий. /Петрова Л. П., Петров В. И. — Старый Оскол: СТИ МИСиС, 2009. — 104 с.

в) электронный контент:

1в. РЖ ВИНИТИ — электронные версии реферативных журналов ВИНИТИ.

2в. Электронная библиотека — полнотекстовые учебники, методички МИСиС, журналы и др. материалы.

3в. eLIBRARY.RU — крупнейший российский информационный портал в области науки, технологии и образования.

4в. IQlib — электронно-библиотечная система образова-тельных и просветительских изданий.