Нагрів тонкого тіла при постійній температурі печі ( )
На відміну від режиму нагріву ( ), температура печі постійна, а різниця температури між піччю та поверхнею тіла з часом зменшується. У початковий момент часу різниця (tпечі) та тіла ( ) має максимальне значення. Це зумовлює великий початковий тепловий потік до тіла qo, більшу швидкість нагріву і швидке підняття температури тіла.
Розглянемо два методи розрахунку часу нагріву тонкого тіла у режимі
Розрахунок часу нагріву шляхом розв’язання диференційного рівняння процесу.
Згідно з формулою (4.8)
( 4.10 )
В той же час при режимі нагріву питомий тепловий потік
( 4.11 )
звідки
після інтегрування отримаємо для інтервалу
. ( 4.12 )
Виконуючи операцію, зворотну до лограиифмування (потенціювання) маємо
або
.
Кінцеве значення температури
( 4.13 )
Таким чином, маємо два важливі вирази (4.12) та (4.13), які відповідно показують час нагріву тонкого тіла до кінцевої температури тіла tк, а також залежність температури від часу нагріву.
Ця залежність включає експоненційну функцію і графічно зображається наступним чином
Рисунок 4.2.
Розглянемо шлях визначення часу нагріву тонкого тіла до кінцевої температури при . Використаємо для цього теплову діаграму. Температурна і теплова діаграми розбиваються на декілька інтервалів ( для прикладу візьмемо три інтервали):
1-й інтервал – 0,75÷0,80 від загального підвищення температури;
2-й – 0,15÷20 підвищення;
3-й – 0,95÷0.10 підвищення.
Принцип розрахунку той же, що і при , тобто час визначається для кожного інтервалу окремо згідно з формулою
де - середній за інтервал питомий тепловий потік.
при ;
середньоарифметичний
, при
де та , відповідно, питомий тепловий потік на початку та в кінці інтервалу, розраховані згідно з формулою , де - температура тіла.
Отож, для першого інтервалу
( 4.14 )
і аналогічно для та .
Загальний час процесу нагріву становить
де .
Треба відмітити, що при нагріві об’єкта у печі більш доцільно замість формули
,
Використовувати формулу
де - приведений коефіцієнт випромінювання системи піч – об’єкт.
