Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
_ 0,17/?ц 1п(1,618к) (718)
Trtv
Ok = (Тк- Tc)/(Ткр - Tc); обычно принимают Tk = 20 -н 25 °С.
Для расчета времени охлаждения сферических тел воспользуемся известным решением задачи для охлаждения сплошной сферы радиусом Rcф, имеющей в начальный момент времени т = 0 постоянную по объему температуру Tjcp.
Используя те же допущения, что и для бесконечного цилиндрического тела, получим следующее выражение для определения времени охлаждения тох центра сферического тела от начальной температуры Tlcp до конечной температуры Tk при условии постоянства температуры на стенки формы (наружной поверхности сферы) Tc:
_0,1/гс2ф1п(29к) (719)
aI
Для расчета времени охлаждения плоских тел толщиной L при одностороннем отводе тепла воспользуемся известным решением задачи охлаждения пластины, когда ее толщина мала по сравнению с длиной и шириной (случай неограниченной пластины).
¦242 При соблюдении рассмотренных выше допущений время охлаждения тох наружной стороны (противоположной отводящей тепло поверхности) плоского тела от начальной температуры Ткр до конечной температуры Tk при постоянной температуре Tc отводящей тепло стенки формы будет определяться как
Xox=^MW. (7.20)
Продолжительность процесса приготовления литых изделий — продолжительность цикла
1U = Т3 + Ткр + ТОХ + ТИЗ-
Время заливки (т3) зависит от выбранного технологического процесса заливки (одно-, многоразовая и др.); время извлечения изделий из форм (тиз) определяется производительностью используемого для этих целей оборудования. Для определения времени кристаллизации ткр и вРемени охлаждения тох твердых тел различной формы (плоских, цилиндрических, сферических) могут быть рекомендованы рассмотренные ранее теоретические зависимости.
Дополнительные сведения по теории теплопроводности можно найти, например, в работах [6, 16].
Аппараты для кристаллизации расплавов. Аппараты для отверждения расплавов весьма разнообразны в конструктивном отношении и по принципу действия. Это объясняется большим разнообразием свойств отверждаемых расплавов и требований к готовому продукту. Остановимся на наиболее распространенных конструкциях аппаратов для отверждения расплавов в формах.
Отверждение расплавов в формах производится с целью получения отливок (блоков) определенного размера той или иной формы, а также для изготовления различных изделий.
Процесс отверждения расплавов в формах обычно протекает следующим образом. Исходный расплав заливают в охлаждаемую форму, где он после отверждения продолжает охлаждаться до определенной температуры. Далее полученную отливку извлекают из формы, и операция повторяется. Рассматриваемый процесс можно осуществить различными способами в зависимости от теплофизических свойств расплава, размеров отливки, требований к продукту: искусственным охлаждением жидким хладоагентом через стенку (при получении крупных отливок); искусственным охлаждением путем обдувания холодным воздухом (при получении мелких отливок); естественным охлаждением за счет конвективной и лучистой теплоотдачи в окружающую среду (при получении относительно мелких отливок); за счет
¦243 A-A
Рис. 7.5. Схема конструкции секционного охладителя расплава
теплоотдачи расплава материалу самой формы (при использовании массивных металлических форм).
Рассмотрим некоторые устройства, используемые для отверждения расплавов в охлаждаемых формах.
Секционный охладитель расплавов (рис. 7.5) состоит из комплекта вертикальных охлаждаемых плит 2, расположенных на двух горизонтальных цилиндрических опорах 3, двух массивных опорных стоек 1 и зажимного механизма 4. Перед заливкой расплава плиты прижимают друг к другу с помощью винтового или гидравлического механизмов. При этом охлаждаемые плиты образуют прямоугольные полости, в которые сверху заливается расплав /. Плиты снабжены внутренними каналами, по которым циркулирует охлаждающая жидкость II. После охлаждения отливок плиты раздвигают, и образовавшиеся отливки твердого материала извлекаются. После возможно необходимой чистки внутренней литниковой поверхности форм или нанесения антиадгезионного покрытия процесс повторяется. Толщина получаемых блоков обычно составляет до 100-200 мм. Продолжительность процесса охлаждения часто составляет несколько часов.
Производительность установки для охлаждения расплава в формах
G=^WV
¦244 Рис. 7.6. Схема конструкции установки конвейерного типа для отверждения расплава в виде блоков
.г.
где т — число форм; Уф — объем формы; рк — плотность отвердевшего продукта; тц — продолжительность цикла приготовления литых изделий.
Отверждение расплавов в аппаратах секционного охлаждения является периодическим и малопроизводительным процессом. С целью механизации и автоматизации данного процесса его часто осуществляют на установках конвейерного или карусельного типа.
Установка конвейерного типа (рис. 7.6) обычно представляет собой транспортер, между приводными цепями которого расположены формы 1. Цепи надеты на приводные звездочки 3. Под верхней ветвью транспортера расположена охлаждающая ванна 5 с проточной водой 4, в которую при движении формы погружается нижней своей частью. Расплав заливают на входе формы в охлаждающую ванну устройством 2. После отверждения расплава формы опрокидываются и из них выпадает образовавшийся блок отливки. В некоторых случаях для облегчения извлечения отливок из форм предусматривается специальное выталкивающее устройство.
