Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 20 - Värmeöverföring i bränsleeldade industriugnar, av Per-Olof Strandell
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
2T
Bränntid
Fig. 6. Värmningsförlopp för cylindrar av kolstdl;
––yttemperatur, - kärntemperatur; R radie,
T/R’ i slem2.
inte av detta, utan diagrammet ger en
rättvisande bild av värmningens slutfas.
Temperaturstegringshastigheten i slutfasen
(fig. 7) är 100°C på 0,013 h = 47 s.
Värm-ningstiden måste då hållas med marginalen
±12 s, om temperaturen skall hållas inom
± 25°C. Temperaturutjämningen är mycket
snabb sedan ämnet dragits ur ugnen. Nära
konstant temperatur över hela tvärsnittet
erhålles efter 10 s.
Om man samtidigt utnyttjar en intensiv
konvektion och strålning kan man få lika snabb
värmning med lägre väggtemperatur och då
blir temperaturstegringshastigheten mindre,
då man närmar sig sluttemperaturen.
Marginalen i värmningstid ökar då och mindre krav
ställs på exakta värmningstider.
Vid snabb värmning krävs emellertid alltid
höga övertemperaturer, varför ett värmt ämne
måste flyttas ur ugnsrummet, då det nått
önskad temperatur. Den praktiska driften löses
lättast genom en kombination av en
snabbvärm-ningsugn med en hållugn. Detta tillåter att
snabbvärmningsugnen körs efter ett bestämt
tidsschema.
Värmning av kopparstång
Metaller med hög värmeledningsförmåga och
hög temperaturledningsförmåga, såsom koppar,
får mindre differenser mellan yt- och
kärntemperatur, varvid beräkningen blir enklare.
En beräkning har gjorts för en 100 mm
kopparstång för olika antagna temperaturer och
olika värmeöverföringsfall, fig. 8.
För en önskad värmning till 850 ± 25° C får
man följande värmningstider och
temperaturskillnader mellan yta och centrum:
Värmningstid min 1 2 3 4 5
2,31 ±0,07 5,10 ±0,20 14,9 ±1,1 6,6 ±0,36 3,9 ±0,22
Temperaturskillnad °C
150 55 10 30 50
Man kan således med intensiv konvektion (4
och 5) få snabb värmning trots minskad
tem-peraturstegringshastighet i slutfasen och större
tolerans för värmningstiden. Samtidigt blir
skillnaden i temperatur mellan yta och
centrum mindre.
Emissionsfaktorn för koppar beror i hög grad
av ytans kondition, för en oxiderad yta 0,75—
0,80 och för en maskinbearbetad ner mot 0,07.
Vid värmning av ämnen med olika
ytbeskaffen-het kan värmningshastigheten därför variera
till en början. Man kan dock anta att man
relativt snart får en utjämning då ytorna
oxideras, och vid långsam värmning kommer
temperaturskillnaderna att vara utjämnade då
sluttemperaturen nåtts. Vid mycket snabb
värmning genom strålning kommer dock
temperaturskillnader att kvarstå. Även ur denna
synpunkt är det fördelaktigt att utnyttja
intensiv konvektiv värmeöverföring och hålla nere
väggtemperaturen i ugnen.
Beräkningsexemplen visar att de
värmningstider som kan användas ligger långt under de
konventionella tiderna på 40—60 min för
ifrågavarande dimension.
Temperaturskillnader i värmt material
Då ett materialstycke värms i en ugn med
konstant värmningshastighet får man en
temperaturskillnad i godset som successivt ökar tills
fortvarighetstillstånd uppnåtts (se fig. 4 b). Vid
en plötslig ändring av värmningshastigheten
störs förloppet och temperaturfördelningen
över tvärsnittet ändras. Efter en viss tid har
dock ett nytt fortvarighetstillstånd uppnåtts.
Denna tid för utjämnande av störningar har
av bl.a. Jackson angivits till 0,5 af/a för en
dubbelsidigt värmd platta med tjockleken 2x
och till 0,25 R2/a för en cylinder. Vid
varierande värmningshastighet kan man dela
förloppet i steg och anse värmningshastigheten
konstant i varje steg. Om varje steg är större
än 0,5 3?/a inverkar föregående steg inte på
temperaturfältet vid stegets slut.
Vid värmning med konstant hastighet följer
såsom nämnts kärntemperaturen
yttemperaturen med en viss tidsförskjutning vid konstant
temperaturledningsförmåga. Om
yttemperaturkurvan är känd kan man då på ett enkelt sätt
beräkna temperaturkurvan för centrum eller
annan del av ämnet.
Vid värmning av stål genom
omvandlingsområdet ändras temperaturledningsförmågan dock
så snabbt att metoden inte kan användas.
Givetvis kan den inte heller användas under
utjämningsperioden.
Värmespänningar
Vid värmning uppstår i ytskiktet en
tryckspänning och i centrum en dragspänning som en
följd av den större värmeutvidgningen i
ytskiktet. Spänningarna blir proportionella mot
temperaturskillnaden mellan yta och centrum.
Risken för att spänningarna skall leda till brott
blir störst i spröda material med liten
brott-töjning, och dålig temperaturledningsförmåga
är även ogynnsamt. Gjutstrukturer är särskilt
känsliga.
TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 18 547
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
