конвейерной ленте, на противнях) и
многослойные (мелкие детали, располагаемые насыпью или в определенном
порядке в контейнерах или на конвейере, пакеты листов, бунты проволоки и
т. п.). Характерный вид представляют загрузки, которые компонуются из
деталей, укрепленных на приспособлениях (специально сконструированных
жаростойких пространственных конструкциях): шестерни, звездочки, кольца
надевают на вертикальные или горизонтальные штыри, коленчатые валы
крепят рядами вертикально или горизонтально и т. п. Несмотря на потери
теплоты, связанные с нагревом приспособлений, такие загрузки получают все
большее распространение, так как обеспечивают повторяемость качества
термической обработки, большую равномерность температурного поля и
хорошую циркуляцию печной атмосферы.
Оценку загрузки (тонкое или
массивное тело) проводят с помощью числа Био. Часто, однако, необходимо
провести предварительные расчеты, чтобы установить, можно ли не учитывать
перепады температуры, которые имеют место в загрузке при данных конкретных
условиях нагрева. Эго зависит от допустимого по данной технологии разброса
температуры; если в расчете получаем соизмеримые с допускаемыми
перепады, загрузку надо считать как теплотехнически массивное тело. При
широких допусках на перепад температуры подобную загрузку можно
рассматривать как тонкую. Распределение температуры в загрузке зависит и
от интенсивности теплообмена на ее поверхности, так что одна и та же
загрузка при различных режимах термической обработки на разных этапах
нагрева и охлаждения может вести себя по-разному, например, при
нагреве с большой скоростью представлять собой массивное тело, а при
замедленном охлаждении в этой же печи — тонкое.
Многие виды загрузок заведомо
можно принять тонкими для условий нагрева в промышленных печах; при этом
следует оговаривать размер, по которому они являются таковыми, например,
загрузку в виде уложенных в один ряд прутков, труб, листов, лент можно
считать тонкой по толщине слоя, в то время как по другим двум размерам
перепады могут быть существенными. Массивными загрузками могут быть
слитки, слябы, ящики с насыпанными в них мелкими деталями и др. Наиболее
сложный вид загрузок — комбинированные. Они состоят из отдельных деталей,
между которыми печное излучение проникает в глубь загрузки на
расстояние, соизмеримое с ее размерами. Примеры такой загрузки —
валики, установленные с определенным шагом на поддоне в приспособлениях,
шестерни, нанизанные па штыри, которые с определенным шагом размещены на
поддоне.
Для насыпных загрузок, состоящих
из нескольких слоев деталей, и комбинированны х, когда размеры
отдельных деталей невелики относительно размера всей загрузки,
теплофизические свойства загрузки как целого (в частности, ее
теплопроводность) можно рассматривать как эффективные. Величина
эффективной теплопроводности зависит от температуры, свойств материала
деталей, формы полостей между ними (табл. 1) [9, 11].
Распространенным видом задания
условий нагрева в печах является постоянная во времени температура
печи. Под температурой печи понимают средневзвешенную температуру
всех частей печной камеры, окружающих загрузку. Эта расчетная модель может
быть принята для пламенных печей благодаря высокой интенсивности
тепловыделений в них (рис. 1). По такой же модели, т. е. при постоянной
температуре печи, можно рассчитать охлаждение загрузок излучением на
поверхности с практически неизменной температурой, например в
камерах
