В камерной нагревательной печи имеет место радиационный равномерно распределённый режим внешнего теплообмена при и .
Термическая массивность заготовок устанавливается по критерию Старка
где , R – расчётная толщина заготовки, на которой наблюдается максимальный перепад температур. Величина R в общем случае не совпадает с геометрическим размером нагреваемого тела и определяется несимметрией нагрева, то есть , где – коэффициент несимметричности нагрева, зависит от расположения заготовок на поду.
Так как критерий Sk рассчитывается для начала Sk´ и конца Sk´´ нагрева.
Если , то заготовка является термически тонким телом. При заготовка представляет собой умеренно массивное тело, расчёт продолжительности которого ведётся по формулам для термически тонкого тела, но с поправкой на массивность
где коэффициент формы нагреваемой заготовки
Для оптимального расположения заготовок на поду принимаем с=0,065 м. По таблице 3.1. [1] находим в зависимости от расположения заготовок на поду.
Необходимое время нагрева термически тонких заготовок (при постоянной теплоёмкости металла ,
где - поправка на конвективную составляющую во внешнем теплообмене, - средняя удельная теплоёмкость металла в интервале температур.
Количество заготовок в печи
Масса металла, находящаяся в рабочей камере печи
Функция находится по формуле
Так как теплофизические свойства стали заметно изменяются при нагреве, расчёт нагрева проводим для нескольких температурных интервалов, в каждом из которых величина принимается постоянной. Коэффициент теплопроводности стали определяется для средней температуры интервала.
Интервал температур нагрева разбивают на три диапазона , , . Результаты расчёта сведены в таблице 3.
Общая длительность нагрева .
По результатам расчёта строится график нагрева заготовок с учётом того, что при зависимость может считаться линейной.