Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Методическое руководство по расчетам в курсовых и дипломных проектах

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
3.26 Mб
Скачать

 

А

- плотность to e* , •/им**; А х

0 ,5 -0 ,8 а/мм2 .

 

Для

нивкотемпературннх ванн

с

t »

650°С можно принять

А

— 1-2

а/мм2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

б х б

- стороны

квадратного

сечения

алектрода,

мм.

 

Если

электрод кругжого сечения

,

со

его

диаметр

с1мм,

а

5 ЭД= 0,785 ё мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

Джя получения веданной температуры ванны условная по­

верхностная

пжотность

тока jf , т . а . величина

тока.приходя-

щаяся на (^поверхности

алектрода /учитывается

только

поверх­

ность, обращенная к парному ажектроду/ составляет от 5 до 40 а/см^ в зависимости от температуры ванны.

£

- Руст 11Q3

а /с м г,

t

~ M Vjl

 

где: Руст - установленная мофюсть одно! пары адектродов, квт;

- джина погруженной в расплав части алектрода,см;

&- размер стороны алектрода /нирнна/ обращение»

к парному ажектроду, см; Если электрод имеет круглое сеченне, то

6 -

тс а

СМ.

г

 

Средняя условная плотность тока может быть определена по

таблице

18.

 

 

Таблица

18

 

 

 

 

t ec

 

tfC

f

tfC

*

180

5

550

12

950

21,5

200

6

600

13

1000

23

250

6 ,5

650

14

1050

25

300

7

700

15

1100

27

350

8

750

16

1150

30

400

8 ,5

800

17

1200

32 ,5

450

9

850

18,5

1250

35

500

10,5

900

20

1300

40

Завор м ед у электродами может бить определен при усло- l u , что определена длина электрода 1 е л .

£PÿçTjO^_ ,

эл f

ь и г

Сопротивление соли

в межалектродном промежутве / зазо­

ре S /

 

где; и 2

I*

5

6

г

г

= - ^ =

7 Ы ы

ом,

 

 

напряжение

питания

электродов, 6

ток

влектродов, а ;

 

расстояние

между вжектродами, см;

ширина электрода,

см;

длина погруженной в расплав части электрода,см удельная проводимость расплава, i/ом-см иди Ъ г- сим /м ..

Зааор между электродами

5 = Ф У Ф Л ч см>

Для электродов квадратного сечения зааор между ними определяется как расстояние между гранями. В случае сечения эааор между вжектродами может бнть определен приближенно как среднее арифметическое между заворами широкой и узко!

ч ае т е! ежектродов.

Удельные проводимости соле! могут быть ввятн ив табли­ цы 19, помеценно! ниже.

Удельные проводимости солей, не приведенные в таблице, можно найти по графикам, помещенным на стр . 11-29 [З 3 .

 

Удельная

проводимость содей

 

Таблица

 

19.

тем -

 

в вэвисимости

от

пературы,

сям/м

Ю2 /1 /о м .см /.

 

 

 

 

 

Состав

 

 

Температура расплава.~®С‘

 

 

 

750

800

850

900

950

1000

1100

1200

1300

 

 

50*

N a a

2,54

2,77

2,85

2,98

 

 

 

 

 

 

50*

KCfc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50*

N a a

 

 

 

2,3

2,47

2,64

2,91

 

 

 

50*

ВаССг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100* KOI

2,35

2;55

2,81

2,86

 

 

 

100* N a a

4 .1

3 ,5

3,65

3 ,8

3 ,8

 

 

100* ВаС£г

 

 

 

 

2,02

2,35 2 ,55

2,77

Пример 8 Определить параметры электродной пары соляной ванны с

электромагнитной циркуляцией с однофазными электродными группами. H * 450 мм. Ванна имеет одну электреднув группу.

Руст * 25

квт;

 

10в;

Т *

2,78*10г сим/м /50*N aCi +

50* BaClg

/ ;

Д - 0,8

а/мм2 ;

f

-

25

а/мм^

/ t

-

1050°С/.

Ток электродов: j

_ Руст.Ю 8

_

25 » ДО8 _ ggoo

а

 

 

 

тт

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

и .

 

 

 

 

 

 

 

Площадь сечения электрода:

«

_

_

2500

_ ^ ^ 5

 

 

 

 

 

6 эл*

д "

0 ,8

 

 

Ширина сечения электрода 6 * 56 мм.

 

 

 

/Если рассчитывается электрод круглого сечения,

то

= 63 нм/.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина погружения электрода

 

 

 

 

 

 

 

9

— Руст

* Ю8-

25

,Ю8 _

...

 

 

 

 

 

" 2 5 '.5 ,6 .1 0 в 1 8 С“ ‘

 

 

Зааор между электродами

 

 

 

 

 

 

 

*

Ut Y б Ч э л -1 0 -2 .7 8 . 5 .6 .Щ , j г йи

 

 

 

I ,

2500

 

 

* •

»

 

 

Щв T * 2,78 сим/см.

Минимальный допустимый ааэор медду электродами может быть принят не менее 12-15 мм. Но при атом возникает опас­ ность замыкания электродов при незначительном их смещении одного относительно другого.

Расстояние от торца электрода до дна ванны принимается равным примерно трем зазорам /50-150 мм/.

 

м - H

-

Т - / 2 ,5 - 3 / S ММ,

где

Н,Т и S

в мм.

При увеличении

ваиора /по расчету S = 11мм/ увели­

чивается сопротивление столба соли медду электродами, черев который проходит ток. При етом снижается и Руст, что нежела­ тельно.

Поэтому при увеличении зааора S

необходимо удлинить

электроды или увеличить их сечение /в

или d

/ . Можно увели­

чивать

одновременно

оба параметра

/ £ эл и

 

и d / •

Поэтому

в примере

8

увеличиваем

i 3Jl

до

350

мм.

Зааор будет равен

10-2.78» 5.6*35 _

о 2

см

 

 

Ь

2500

 

"

*

 

Завор может быть увеличен аа счет увеличения сечения элект­ рода. При увеличении сечения электродов срок службы их уве­

личивается. Увеличим сечение

электрода до

70

им и произве­

дем перерасчет величины вазора.

 

 

 

Ь * 70 мм;

S

10-2.78-70-35

= 2/2

см.

 

2500

 

 

 

 

 

что приемлемо.

 

 

 

 

 

 

Ï

= 2 ,5 - S =

2,5-2,72 - 6 ,8

см.

РАСЧЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ВАНН

Расчет ванны для охлаждения деталей при ступенчатой закалке. Температура ванны 400-450°С. Закаливается детали

в садках

весок 5 к г .

Состав ванны 30j? NaOH

и 705? KNO3.

Средняя

теплоемкость

расплава Ср=0,3 ккал/кг.град.

Удельный вес расплава

при температура 420°

^ = 1,75 кг/дм3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

-

56 -

 

 

 

 

 

 

 

Детали

охлаздаются с 1280 до 480°С.

 

 

 

 

 

Ив уравнения теплового баланса определим необходимый

для

закалки

объем расплава.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\т _ йдСср/tMN -"Ьмк/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V r r c 7 / V : W

д м '

 

 

Сд

-

вес

погружаемых деталей

и приспособлений, к г,

 

 

бд*

5

к г;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сер

-

средняя теплоемкость

аакаливаемых деталей, ккал/к г. град,

 

 

Сер* 0,14 кках/кг.град;

 

 

 

 

 

 

 

 

температура

садки

начальная,°С,

t mH =

1280°Сj

twK - температура садки конечная, °С,

 

 

= 450°С;

Ср

- тепхоемкость распхава средняя, кках/кг;

Ср 3 0 ,3 ;

"Ьрк -

температура

распхава

конечнах,

°С,

t pn*

480°С;

tpH

-

температура

распхава

начальная,0!!,

ipH* 400°С;

у

-

удельный вес расплава,

кг/дм®,

 

 

f

*

1»7S * г/»*8 ;

Vp

-

объем расплава, дм8 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у

-

5-0.14

/1280-420/ А 57

о

 

ь #

 

 

 

 

Р

1,75.0,3 /420-400/

 

 

 

 

 

 

Габаритные раамеры

садки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- h

«

200 х

100 х

200

мм .

 

 

Глубина ванны -

400 мм /выбирается

с

аапасом/.

 

В ванне устанавливаются трубчатые нагревательные вже-

менты, меяшлка, термопара. Повтому раамеры ванни

 

 

 

 

А хВ*Н * 4,0

х

5,0 х

4 ,0

 

дм.

 

 

 

 

 

 

Vf» - 80 дм8 .

 

 

 

 

 

 

При погружении садки температура распхава повысится на

 

 

 

4+

 

da. Ccp/tmH-tMx/ 5 .0 , 14

/1 2 8 0 -4 2 0 /, 140q

 

 

 

 

Р "

 

Vp

V СР

80*1,75-4),3

 

Количество тепха, отдаваемое металхом распхаву в час

при

проиаводитахьности ванны 1Ж50 к г/ч а с .

 

 

QM= A ctp/ t M„4MKA

50*0,14

/1280-420/

-

Ô020 кках/час.

 

Определим кохичество тепха, отдаваеыое ванной окружаю­

щее

среде /аоадуху/.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оС/с = A

 

- t 2 .

 

Поверхность ванныобращена вверх.

 

 

 

 

А*2,8

[5 ]

стр .

89 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

57 -

 

 

cLк

»■ 2 ,8

^/410-20=12,5

ккал/м2 .ч .град .

Площадь

аеркала

ванны

 

 

 

 

F

= 0,4

• 0 ,5 *

0,2 и2 .

 

 

 

Количество отдаваемого тепла черев веркало ванны

Q=oC*F / t » - t 2 /

 

* 12,5*0,2 /410-20/ * 975 ккал/ч.

Необходимо принудительное охлаждение ванны, т*к. надо

отвести

тепло

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q M -GL

- 6020-975=5045 ккал/ч.

Применяется обдув ванны вентилятором. Обдувается как

тигель,

так

и веркало

ванны.

 

 

 

 

Найдем

площадь обдуваемой

поверхности.

 

Fn= F +Fr

“0,2+

/0 ,4 -0 ,4 + 0 ,5 -0 ,4 /=

0,02 м2 .

Тигель установлен на подставку и со дна не обдувается.

Теплоемкость

сухого

вовдуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сбао°= 0,3098

ккал/м3 .град.

 

 

 

 

 

 

 

Сбюо0^

0,3106

ккал/м8 .град.

Удельный

вес

^8

=

1,292

кг/м8 .

 

Воздух нагревается от 20 до 60°С.

 

Количество воадуха для обдува

 

 

 

т/л

-

 

 

 

_

-

6Q20

_ 406 м8/ч .

 

 

*

"

Cg

/ t | K- W

0,3102 /60 -20/

Определяем аааор мевду тиглем ванны и кладкой. Средняя разность температур тигель-вовдух

лЬ - 410 - 69~2Q» 390°. 2

г

 

Qm_____ 6020

16,8 кка*/и2 .ч .град .

к~ Fn

a t

 

0,92-390 "

 

По таблице

30 [5 ]

 

o lk *

5+3,4We г откуда ско­

рость вовдуха

W j

3 ,5

м/сек.

 

Площадь

сечения зазора:

 

 

 

Р

_

 

_ 486

0,0386 м2 .

 

 

 

 

W&

3,5-3600

Ширина

вазора

при

периметре П = 0,4-2=0,8 м.

 

R —

 

 

о 048 м * 46 мм.

 

* п

 

Ü,8

 

Для обдува выбирается вентилятор центробежный BP Ж 3 . Производительность вентилятора 500м9/ч при давлении воздуха 28 нм вод. с т . [ 7 ] . Интенсивность охлаждения ванны регулиру­ ется шибером.

ВЫБОР ТРУБЧАТЫХ. ЭЛЕКТРОНАГРЕВАTEJibHüX ЭЛЕМЕНТОВ

Трубчатые электронагреватели применяют для нагрева воз­ духа в электрокалориферах, масла в закалочных баках и отпуск ных ваннах СВМ, для нагрева солей и щелочей в ваннах для иэо термической и ступенчатой вакалки. Электронагреватели могут быть выбраны по каталогу 12.15.04-60, “Трубчатые электронах’- реватели". Выпускается нашей промышленностью свыше 400 типо­ размеров нагревателей.

Но своему назначению нагреватели делятся на серии;

НОЖ - для расплавления селитры и щелочи и их нагрева До 600О0 / 11№ 1-207;

нв.нвж и тан - для нагрева до 100°С воды и водных растворов солей, щелочей и кислот в открытых и закры­ тых сосудах / Ж# 33-92 и 261-281/;

ним и нммж - для нагрева до 300°С минерального масла в открытых и вакрытых сосудах / Ш 117-153/;

тан -

для

нагрева

до

200°С масел / Ш 287-28У/,

 

для

нагрева

до

250-300° подвижного и непод­

 

вижного воздуха / №№250-260";

НЗС и '-!ЗСЖ - для нагрева до 400 и 600°С /соответственно/ воздуха в печах, воздуходувках, сушильных шкафах, калориферах и помещениях / J№ 154-

2417; * ЭТ - для всех видов нагрева / № 290 -403/.

Подбор нагревателей прои8водится следующим образом. Задавшись временем разогрева, тепловым расчетом опреде­

ляют мощность установки

 

Р * сТ=

[ & r S p a > + а , ]

ВТ,

где Q. -

количество

тепла,

необходимое для нагрева среды

 

до требуемой температуры, ккал;

 

Û2 -

количество

тепла,

необходимое для перевода среды

 

в другое агрегатное состояние;

ккал;

- 59

-

Q 4 - количество тепла

необходимое для нагрева са-

эмой становки, ккал;

-

потери тепла в окружающую атмосферу, ккал;

X -

время разогрева, часов.

По каталогу 12.15.04-68 "Трубчатые электронагреватели" для определенной среды выбирается тип нагревателя, удовлет­ воряющий требованиям по габаритам. Мощность выбранного наг­ ревателя указана в графе таблицы "Номинальная мощность".

Зная мощность установки и мощность нагревателя, опре­ деляем минимальное количество нагревателей для установки;

П ^

, где Рн - мощность нагревателя.

Рн Приблизительно установленная мощность Руст может быть

определена из расчета объема ванны:

Объем ванни,

Мощность

на 1 м

и8

селитры,

квт.

до 1

40

 

1 -

2

35

 

2 - 5

 

25

 

свыше

5

20

 

ЭЛЕКТРОВАННЫ ДЛЯ НАГРЕВА ПРИ ОТПУСКЕ

Температура применения ванн максимальная 260°С; среда нагрева - масло.

Индексы типоразмеров электрованн масляных СВМ-5.5/3, СВм-8. 1 0 / 3 СВМ -5.5.5/3, СВМ -5.7,5.5/3, СВЫ-8.8.10/3, СВМ -6.8.20/3. Числовые значения индекса означают полевные размеры рабочего пространства в дециметрах/cl*h „ 6* t* h /, /3-температуру применения в сотнях градусов /округленно/.

Щелочные

ванны СВЩ применяют до 550°С..

Индексы

их; СВЩ-7.У.7/5, СВ1Д-9.16 .9/5 .

• во - Ванин могут заполняться солями или щелочами. Мощности

СВЩ 15-20

и 40-50 квт /соответственно

равмерам/.

 

 

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ УСТАНОВКИ С ЛАМПО­

 

 

ВЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ

 

 

Приводятся некоторые данные установок ТВЧ: индекс,

мощ­

ность колебательная Рк , частота

в кгц и габаритные

р ав -

неры /ширина, длина и вы сота/.

 

 

 

ЛЗ-13:

Рк=10квт,

f-

*400-420 кгц,

1020x1120x2050

мы;

ЛЗ-37;

Р =30 квт,

J-

*60-74

кгц ,

2020x4040x2025

мм;

ЛЗ-67;

Рк*60 квт,

S-

*60-74

кгц ,

2200x4120x2025

мм;

ЛЗ-107:

Рк*100 квт, f

=60-74

кгц,

3000x4620x2500

мм;

РАСЧЕТ ЗАКАЛОЧНЫХ БАКОВ И МАСЛООХЛАДИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Таблица 20

Наела, применяемые для закалочных баков и отпускных масляных ванн.

Наименование масла

 

Температуре

Температура

 

вспышки,СС

нагрева

Цилиндровое

тяжелое 52 /в а п о р /

310

максимальная

260

Цилиндровое

тяжелое 38 /ц и лн ц д .6/

300

250

П-28

 

 

 

 

285

230

МК-22

 

 

 

 

255

200

Цилиндровое легкое /вискоаин/

 

240

200

Индустриальное 45

/ машинное С/

 

190

60

Индустриальное 30

/ машинное Л /

180

60

Индустриальное

20В / веретенное

ЭВ/

170

60

Индустриальное

20

/веретен н ое

3 /

170

60

Параметры для расчета

Начальная и конечная температура вакалочных жидкостей, а также теплоемкости для расчета могут быть приняты в пре­

делах, указанных в

таблице 21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

21

 

Закалочная

среда

t

жн,°С t

SK,fiC

Сж,

 

 

 

 

 

ккал/л.град

 

 

 

 

 

 

 

Вода /летом /

 

 

 

15-20

 

40

1

 

М а с л о

 

 

 

25-40

60-80

0 ,4 5 -0 ,5

 

lOjJ-ный раствор

NaOH

 

20

 

40

0,84

 

Примечание:

 

При охлавденик масла в маслоохла­

 

 

 

 

дительной

установке

максимальная

 

 

 

 

температура его не должна быть

 

 

 

 

выпе

55°С.

 

 

 

Скорость движения воды в трубах,

подводящих воду

ив

водопровода, -

Wg = 0 ,5 -1м/сек.

 

 

 

 

Скорость движения масла по

трубам при подаче его

в

вакалочный бак или маслоохладитеХьную установку ^ ж=1-2и/сек.

Скорость движения воды в трубах

при свободном сливе

We.M.= 0 ,2 -0 ,4 м /сек .

 

Скорость движения масла в трубах

при свободном сливе

Щксл. = 0 ,2 -0 ,5 м /сек.

 

Средний коэффициент теплопередачи от масла к воде через стенку амеевика закалочного бака для расчетов мохет быть принят в пределах от 80 до 120 ккал/м • ч • град.

Коэффициент теплопередачи для маслоохладительной установка

определяется

по номограмме Соколова К .В ., приведенной на

стр . 292, фиг

173 [1]., или по графикам рис. 7.

Соседние файлы в папке книги