Парціальний тиск водного пару:
Парціальний тиск вуглекислого газу
У першому наближенні задаємося значенням теоретичної температури на 100 – 150 °С менше калориметричної температури горіння:
Ступінь дисоціації
та при даних умовах.Методом лінійної інтерполяції
При
-При
-для
При
-При
-для
Загальна ентальпія продуктів згорання з урахуванням дисоціації складе:
Одержана крапка вище за криву на діаграмі
, тому в другому наближенні приймаємоМетодом лінійної інтерполяції
При
-При
-для
При
-При
-для
Загальна ентальпія продуктів згорання з урахуванням дисоціації складе:
Наносимо точку на діаграму. З'єднуємо отримані точки прямою і на перехрещені з кривою діаграми отримуємо значення ентальпії
що відповідає теоретичній температуріДійсна температура горіння:
Прийнявши пірометричний коефіцієнт рівним
знаходимо дійсну температуру газів:5.2. Визначення часу нагріву металу
Температура газів, що йдуть
середня температура в томильній зоні повинна бути на 50°С вище за температуру нагріву металу = 1240 + 50=1290°С.Оскільки основним призначенням методичної зони є повільний нагрів металу до стану пластичності, то температура центру металу при переході з методичної зони в зварювальну повинна бути 400-500°С.
Різниця температур між поверхнею і серединою заготівки для методичної зони може прийматися
, де S – товщина, що прогрівається. Оскільки в методичній зоні відбувається двосторонній нагрів, то можна прийняти: отже: тобто приймаємо температуру поверхні заготівки в кінці методичної зони рівною 500°С.Визначаємо орієнтовні розміри печі при дворядному розташуванні заготівок. Ширина печі рівна [7]:
По конструктивних міркуваннях висоту печі приймаємо рівною в томильній зоні 1,65 м, в зварювальній 2,8 м, в методичній зоні 1,6 м.
Знаходимо ступені розвитку кладки (на 1 м довжини печі).
Для методичної зони:
Для зварювальної зони
Для томильної зони
Визначаємо ефективну довжину променя
Методична зона
Зварювальна зона
Томильна зона
Визначення часу нагріву металу в методичній зоні.
Знаходимо ступінь чорноти димових газів
при середній температурі .Парціальний тиск СО2 і Н20 рівний:
По номограмах визначаємо
Тоді:
Приведений ступінь чорноти даної системи рівний:
де
– ступінь розвитку кладки; – ступінь чорноти металу, приймаємоСередній по довжині методичної зони коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням визначається:
де
– коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла, – температура газів та металу відповідно на початку та при кінці періоду нагріву у методичній зоні, °К.Визначаємо температурний критерій
і критерійДля середньовутлецевої сталі при середній по масі температурі металу:
по додатку 9 знаходимо
ітоді критерій Біо: