книги / Методическое руководство по расчетам в курсовых и дипломных проектах
..pdf
|
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, |
|
1г |
|
|
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. |