Читать онлайн «Лабораторный практикум по курсу «Расчет и конструирорование нагревательных устройств»»

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ» Под редакцией А. Г. Ксенофонтова Москва Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана 2011 УДК 621. 365:669. 041 ББК 31. 292-5 Л12 Рецензент Н. М. Александрова Лабораторный практикум по курсу «Расчет и конструиро- Л12 рование нагревательных устройств» : метод. указания / А. Ю. Ампилогов, А. А. Горничев, В. И. Гришин, А. Г. Ксе- нофонтов, А. Е. Хрулев. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. – 45, [3] с. : ил. Лабораторный практикум знакомит студентов с современными методами анализа распределения температур в низкотемпературных шахтных электрических печах сопротивления. Рассмотрены вопросы сложного теплообмена при нагреве и охлаждении твердых тел. Для студентов, обучающихся по специальности «Материало- ведение (в машиностроении)». Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета МТ МГТУ им. Н. Э. Баумана. УДК 621. 365:669. 041 ББК 31. 292-5  МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011  РАБОТА № 1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ШАХТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ Продолжительность работы – 4 ч Цель работы – исследовать распределение температур в элект- ропечи при естественной и вынужденной циркуляции воздуха; сравнить скорость и равномерность нагрева загрузки и в обоих случаях определить коэффициент теплоотдачи конвекцией. 1. Теоретическая часть Низкотемпературными являются печи с рабочей температурой до 700 °С. В таких печах осуществляются процессы нагрева под термическую обработку и обработку давлением цветных металлов и сплавов и некоторые другие процессы. Низкотемпературные пе- чи отличаются от средне- и высокотемпературных печей тем, что основная доля теплоты передается нагреваемым изделиям путем конвекции [1–6]. Тепловой поток (в Вт), передаваемый конвекцией, определяет- ся по формуле Ньютона – Рихмана  Qк   к tср  tст  Fк , (1. 1) где Fк – площадь поверхности конвективного теплообмена; tср – температура среды, отдающей теплоту; tст – температура стенки, получающей теплоту; αк – коэффициент теплоотдачи конвекцией. 3  Различают естественную (свободную) и вынужденную (прину- дительную) конвекцию. Естественная конвекция вызвана градиен- тами температуры и плотности среды, а вынужденная конвекция – внешними механическими воздействиями на среду, например на- сосами, вентиляторами. При малых скоростях среды ее движение имеет ламинарный характер, а при больших – турбулентный. Конвективный теплообмен описывается системой дифферен- циальных уравнений энергии Фурье – Кирхгофа и условиями од- нозначности.