Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ CẦN THIẾT CHO XƯỞNG NHIỆT LUYỆN

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ CẦN THIẾT CHO XƯỞNG NHIỆT LUYỆN

Tải bản đầy đủ - 0trang

-



Diện tích xung quanh của bánh răng F = 0,025

Sản lượng: 120 tấn/năm



m2



3.1.1. Tính tốn các thơng số của q trình thường hóa

-



Thiết bị: Lò buồng GPC 12/130B

Nhiệt độ làm việc tối đa: 1200

Kích thước buồng lò: 1050x600x550 (mm)

Kích thước lò: 1530x1360x2080 (mm)

Cơng suất thiết kế: 39 (kW)

Khối lượng của lò: 650 (Kg)

Khối lượng đồ gá: Mgá = 33kg

Diện tích xung quanh gá: F = 0,72



m2



 Tính tốn thời gian nung cho q trình thường hóa

Tính nhiệt độ trung bình của vật nung:

4

4

4

1  T2d   T2 c  

 T2tb 

 100 ÷ = 2  100 ÷ +  100 ÷ 





 

 





Trong đó:



T2tb



: nhiệt độ trung bình của vật nung (K).



T2d

T2c

T2d

T2c



: nhiệt độ ban đầu của vật nung (K).

: nhiệt độ cuối của vật nung (K).



= 25 + 273 = 298 K.

= 860 + 273 = 1133 K.



4

4

4

 T2tb  1  298   1133  

 100 ÷ = 2  100 ÷ +  100 ÷ 

 

 









36







T2tb



= 954 K ≈ 681 ᵒC.



Dựa vào hình 1.3.1, tại nhiệt độ là 681 thì hệ số truyền nhiệt = 115 [W/

- Hệ số dẫn nhiệt: λ = 44,5 [W/m.K]

- Nhiệt dung riêng: C = 475 [J/kg.K]

Hệ số Bio được tính theo cơng thức:

Bio =



α

115

S=

0, 03 = 0, 08.

λ

44,5



Bio ≤ 0,25 → Vật nung là vật mỏng.

Trong đó:

α là hệ số truyền nhiệt trung bình của lò (W/



m2



K).



λ là hệ số dẫn nhiệt (W/m.K).

S là chiều dày vật nung, S = 0,03 (m).

Công suất hữu ích của lò được tính theo cơng thức:

Nh =



η .N tk 0, 75.39000

=

= 24375(W)

1, 2

1, 2



Trong đó:

η = 0,7 ÷ 0,8: Hệ số sử dụng hữu ích của lò.



Ntk

Nh



: Cơng suất thiết kế của lò (W).

: Cơng suất hữu ích của lò (W).



Số chi tiết trong 1 mẻ để sử dụng hết cơng suất hữu ích:

n=



Nh

24375

=

= 68

α .F .(T1 − k .T2c ) 115.0, 025.(1143 − 0,9.1133)



(chi tiết)



Trong đó:

F: diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt của bánh răng.

k: hệ số tỷ lệ giữ nhiệt đạt được ở giai đoạn đầu và cuối cần có

k = 0,85 ÷ 0,95 chọn k = 0,9.

T1= 870 + 273 = 1143 K: nhiệt độ của lò.

37



m2



K]



T2c = 860 + 273 = 1133 K: nhiệt độ cuối của chi tiết.

Chọn số chi tiết để nung trong 1 mẻ: 60 (chi tiết/mẻ).

Kiểm tra điều kiện biên:



(1, 2 ÷ 1,5)

Ntk ≤ Nkt =

Trong đó:



α .Fm .(t1 − t2 d )

103.η



Ntk = 39kW công suất thiết kế của lò.

α = 115 (W



Fm

Fm



=



Fga



+



Fbr



m2



/K) hệ số truyền nhiệt trung bình của lò.



bề mặt hấp thụ nhiệt cả mẻ nung.



= 0,72 + 60.0,025 = 2,22(



m2



).



T1 = 870 + 273 = 1143 K nhiệt độ lò.

T2đ = 25 + 273 = 298 K nhiệt độ ban đầu chi tiết

η = 0,75 hệ số sử dụng hữu ích của lò.

N tk < N kt = 1, 3



115.2, 22.(1143 − 298)

= 374( kW)

103.0, 75



Vậy nhiệt độ mơi trường lò thay đổi. Chi tiết được nung theo 2 giai đoạn: giai đoạn nhiệt

độ lò thay đổi và giai đoạn nhiệt độ lò khơng thay đổi

Giai đoạn nhiệt độ 1 lò thay đổi:

Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ của chi tiết đạt nhiệt độ t2’. Nhiệt độ t2’ được tính theo

cơng thức:

t2 ' = t1 −



Nh

24375

= 870 −

= 775°C

α .Fm

115.2, 22



Thời gian nung ở giai đoạn nhiệt độ lò thay đổi được tính theo cơng thức:



τ n1 =



c.M .(t1 − t 2 d ) c.M 475.105.(870 − 25) 475.105



=



= 1533(s).

Nh

α .Fm

24375

115.2, 22



Trong đó:

38



c = 475 (J/kg.K), nhiệt dung riêng của chi tiết.

M = 60.1,2 + 33 = 105kg, khối lượng cả mẻ nung.

t1 = 870ᵒC

t2d = 25ᵒC.

Fm = 2,22 (m2).

Giai đoạn 2 nhiệt độ lò khơng đổi, thời gian nung được xác định theo công thức:



τ n2 =



Nh

c.M

475.105

24375

.ln

=

.ln

= 441(s).

α .Fm α .Fm .(t1 − t 2 c ) 115.2, 22 115.2, 22.(1143 − 1133)



→ tổng thời gian nung chi tiết là:



τn



=



τ n1



+



τ n2



= 1533 + 441 = 1974(s).



Thời gian nung chi tiết được tính theo cơng thức:



τ1



= Kx .



τn



Với Kx là hệ số sắp xếp chi tiết, khn được xếp xít nhau nên Kx = 4.

→ Thời gian nung chi tiết là:



τ1



= .1974= 7896 (s) = 132 (phút)

 Tính tốn thời gian giữ nhiệt cho q trình thường hóa

- Áp dụng cơng thức theo kinh nghiệm : (1.9.4[1])

×



t’= A+ b D

- Tra bảng (1.9.3[1]) ta được :

A=0 ; b=1

-Thay trở lại ta được:

×



×



t’= A+ b D =0+1 30=30 ( phút).

Vậy: + Thời gian nung



τ1



= 132 ( phút) .



+ Thời gian giữ nhiệt t’= 30 ( phút)

3.1.2. Tính tốn các thơng số của q trình tơi

39



Thiết bị: Lò buồng GPC 12/130B



-



Nhiệt độ làm việc tối đa: 1200

Kích thước buồng lò: 1050x600x550 (mm)

Kích thước lò: 1530x1360x2080 (mm)

Cơng suất thiết kế: 39 (kW)

Khối lượng của lò: 650 (Kg)

Khối lượng đồ gá: Mgá = 33kg

Diện tích xung quanh gá: F = 0,72



m2



 Tính tốn thời gian nung cho qua trình tơi



Tính nhiệt độ trung bình của vật nung:

4

4

4

1  T2d   T2 c  

 T2tb 



÷ = 

÷ +

÷

100

2

100





  100  





Trong đó:



T2tb



: nhiệt độ trung bình của vật nung (K).



T2d

T2c

T2d

T2c



: nhiệt độ ban đầu của vật nung (K).

: nhiệt độ cuối của vật nung (K).



= 25 + 273 = 298 K.

= 820 + 273 = 1093 K.



4

4

4

 T2tb  1  298   1093  

 100 ÷ = 2  100 ÷ +  100 ÷ 

 

 













T2tb



= 920 K ≈ 647 ᵒC



Dựa vào hình 1.3.1, tại nhiệt độ là 647 thì hệ số truyền nhiệt = 100 [W/

- Hệ số dẫn nhiệt: λ = 44,5 [W/m.K]

- Nhiệt dung riêng: C = 475 [J/kg.K]

40



m2



K]



Hệ số Bio được tính theo công thức:

Bio =



α

100

S=

0, 03 = 0, 06.

λ

44,5



Bio ≤ 0,25 → Vật nung là vật mỏng.

Trong đó:

α là hệ số truyền nhiệt trung bình của lò (W/



m2



K).



λ là hệ số dẫn nhiệt (W/m.K).

S là chiều dày vật nung, S = 0,03 (m).

Cơng suất hữu ích của lò được tính theo cơng thức:

Nh =



η .N tk 0, 75.39000

=

= 24375(W)

1, 2

1, 2



Trong đó:

η = 0,7 ÷ 0,8: Hệ số sử dụng hữu ích của lò.



Ntk

Nh



: Cơng suất thiết kế của lò (W).

: Cơng suất hữu ích của lò (W).



Số chi tiết trong 1 mẻ để sử dụng hết cơng suất hữu ích:

n=



Nh

24375

=

= 82

α .F .(T1 − k .T2c ) 100.0, 025.(1103 − 0,9.1093)



(chi tiết)



Trong đó:

F: diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt của bánh răng.

k: hệ số tỷ lệ giữ nhiệt đạt được ở giai đoạn đầu và cuối cần có

k = 0,85 ÷ 0,95 chọn k = 0,9.

T1= 830 + 273 = 1103 K: nhiệt độ của lò.

T2c = 820 + 273 = 1093 K: nhiệt độ cuối của chi tiết

Chọn số chi tiết để nung trong 1 mẻ: 80 (chi tiết/mẻ).

Kiểm tra điều kiện biên:

41



(1, 2 ÷ 1,5)

Ntk ≤ Nkt =

Trong đó:



α .Fm .(t1 − t2 d )

103.η



Ntk = 39kW cơng suất thiết kế của lò.

α = 100 (W



Fm

Fm



=



Fga



+



Fbr



m2



/K) hệ số truyền nhiệt trung bình của lò.



bề mặt hấp thụ nhiệt của cả mẻ nung.



= 0,72 + 80.0,025 = 2,72(



m2



).



T1 = 830 + 273 = 1103 K nhiệt độ lò.

T2đ = 25 + 273 = 298 K nhiệt độ ban đầu.

η = 0,75 hệ số sử dụng hữu ích của lò.

N tk < N kt = 1, 3



100.2, 72.(1103 − 298)

= 380(kW)

103.0, 75



Vậy nhiệt độ mơi trường lò thay đổi. Chi tiết được nung theo 2 giai đoạn: giai đoạn nhiệt

độ lò thay đổi và giai đoạn nhiệt độ lò khơng thay đổi

Giai đoạn nhiệt độ 1 lò thay đổi:

Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ của chi tiết đạt nhiệt độ t2’. Nhiệt độ t2’ được tính theo

cơng thức:

t2 ' = t1 −



Nh

24375

= 830 −

= 740°C

α .Fm

100.2, 72



Thời gian nung ở giai đoạn nhiệt độ lò thay đổi được tính theo cơng thức:



τ n1 =



c.M .(t1 − t 2 d ) c.M 475.129.(830 − 25) 475.129



=



= 1798(s).

Nh

α .Fm

24375

100.2,72



Trong đó:

c = 475 (J/kg.K), nhiệt dung riêng của chi tiết.

M = 80.1,2 + 33 = 129kg, khối lượng chi tiết trong lò.

t1 = 830ᵒC, t2d = 25ᵒC.

Fm = 2,72 (m2).

42



Giai đoạn 2 nhiệt độ lò khơng đổi, thời gian nung được xác định theo công thức:



τ n2 =



Nh

c.M

475.129

24375

.ln

=

.ln

= 494(s).

α .Fm α .Fm .(t1 − t 2 c ) 100.2,72 100.2, 72.(1103 − 1093)



→ tổng thời gian nung chi tiết là:



τn



=



τ n1



+



τ n2



= 1798 + 494 = 2292(s).



Thời gian nung chi tiết được tính theo cơng thức:



τ1



= Kx .



τn



Với Kx là hệ số sắp xếp chi tiết, bánh răng được xếp xít nhau nên Kx = 4.

→ Thời gian nung chi tiết là:



τ1



= 4.2292 = 9168 (s) = 153 (phút)

 Tính tốn thời gian giữ nhiệt cho q trình tơi

- Áp dụng cơng thức theo kinh nghiệm : (1.9.4[1])

×



t’= A+ b D

- Tra bảng (1.9.3[1]) ta được :

A=0 ; b=1

-Thay trở lại ta được:

×



×



t’= A+ b D =0+1 30=30 ( phút).

Vậy: + Thời gian nung



τ1



= 153 ( phút) .



+ Thời gian giữ nhiệt t’= 30 ( phút).

3.1.3. Tính tốn các thơng số của q trình ram

43



Thiết bị: Lò buồng NA 250/45I

Nhiệt độ làm việc tối đa: 450

Kích thước buồng lò: 750x600x600 (mm)

Kích thước lò: 1650x1350x1725 (mm)

Cơng suất thiết kế: 12 (kW)

Khối lượng của lò: 590 (Kg)

Khối lượng đồ gá: Mgá = 33kg

Diện tích xung quanh gá: F = 0,72



m2



 Tính tốn thời gian nung cho q trình ram

Tính nhiệt độ trung bình của vật nung:

4

4

4

1  T2d   T2 c  

 T2tb 



÷ = 

÷ +

÷

100

2

100





  100  





Trong đó:



T2tb



: nhiệt độ trung bình của vật nung (K).



T2d

T2c

T2d

T2c



: nhiệt độ ban đầu của vật nung (K).

: nhiệt độ cuối của vật nung (K).



= 25 + 273 = 298 K.

= 180 + 273 = 453 K.



4

4

4

 T2tb  1  298   453  

=

+

 100 ÷ 2  100 ÷  100 ÷ 

 

 













T2tb



= 398 K = 125 ᵒC.



Dựa vào hình 1.3.1, tại nhiệt độ là 681 thì hệ số truyền nhiệt = 20 [W/

- Hệ số dẫn nhiệt: λ = 44,5 [W/m.K]

- Nhiệt dung riêng: C = 475 [J/kg.K]

Hệ số Bio được tính theo cơng thức:

Bio =



α

20

S=

0, 03 = 0, 01.

λ

44,5



Bio ≤ 0,25 → Vật nung là vật mỏng.

Trong đó:

44



m2



K]



α là hệ số truyền nhiệt trung bình của lò (W/



m2



K).



λ là hệ số dẫn nhiệt (W/m.K).

S là chiều dày vật nung, S = 0,03 (m).

Công suất hữu ích của lò được tính theo cơng thức:

Nh =



η .N tk 0, 75.12000

=

= 7500(W)

1, 2

1, 2



Trong đó:

η = 0,7 ÷ 0,8: Hệ số sử dụng hữu ích của lò.



Ntk

Nh



: Cơng suất thiết kế của lò (W).

: Cơng suất hữu ích của lò (W).



Số chi tiết trong 1 mẻ để sử dụng hết cơng suất hữu ích:

n=



Nh

7500

=

= 271

α .F .(T1 − k .T2c ) 20.0, 025.(463 − 0,9.453)



(chi tiết)



Trong đó:

F: diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt của bánh răng.

k: hệ số tỷ lệ giữ nhiệt đạt được ở giai đoạn đầu và cuối cần có

k = 0,85 ÷ 0,95 chọn k = 0,9.

T1= 190 + 273 = 463 K: nhiệt độ của lò.

T2c = 180 + 273 = 453 K: nhiệt độ cuối của chi tiết.

Chọn số chi tiết để nung trong 1 mẻ: 90 (chi tiết/mẻ).

Kiểm tra điều kiện biên:



(1, 2 ÷ 1,5)

Ntk ≤ Nkt =

Trong đó:



α .Fm .(t1 − t2 d )

103.η



Ntk = 12kW công suất thiết kế của lò.

α = 20 (W



45



m2



/K) hệ số truyền nhiệt trung bình của lò.



Fm

Fm



=



Fga



+



Fbr



bề mặt hấp thụ nhiệt của cả mẻ nung.



= 0,72 + 90.0,025 = 2,97(



m2



).



T1 = 190 + 273 = 463 K nhiệt độ lò.

T2đ = 25 + 273 = 298 K nhiệt độ ban đầu chi tiết

η = 0,75 hệ số sử dụng hữu ích của lò.

N tk < N kt = 1, 3



20.2, 97.(463 − 298)

= 17( kW)

103.0, 75



Vậy nhiệt độ mơi trường lò thay đổi. Chi tiết được nung theo 2 giai đoạn: giai đoạn nhiệt

độ lò thay đổi và giai đoạn nhiệt độ lò khơng thay đổi

Giai đoạn nhiệt độ 1 lò thay đổi:

Khi kết thúc giai đoạn 1 nhiệt độ của chi tiết đạt nhiệt độ t2’. Nhiệt độ t2’ được tính theo

công thức:

t2 ' = t1 −



Nh

7500

= 190 −

= 65°C

α .Fm

20.2,97



Thời gian nung ở giai đoạn nhiệt độ lò thay đổi được tính theo cơng thức:



τ n1 =



c.M .(t1 − t 2 d ) c.M 475.141.(190 − 25) 475.141



=



= 346(s).

Nh

α .Fm

7500

20.2,97



Trong đó:

c = 475 (J/kg.K), nhiệt dung riêng của chi tiết.

M = 90.1,2 + 33= 141kg, khối lượng chi tiết trong lò.

t1 = 190ᵒC, t2d = 25ᵒC.

Fm = 2,97 (m2).

Giai đoạn 2 nhiệt độ lò khơng đổi, thời gian nung được xác định theo công thức:



τ n2 =



Nh

c.M

475.141

7500

.ln

=

.ln

= 2859(s).

α .Fm α .Fm .(t1 − t 2c ) 20.2,97 20.2,97.(463 − 453)



→ tổng thời gian nung chi tiết là:

46



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ CẦN THIẾT CHO XƯỞNG NHIỆT LUYỆN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×