[讨论]关于淬火冷却水容量设计问题

CL60 · 发表于 2007-3-29 14:07:17

一．目前：
水槽状况：现有1淬火水槽容量21吨水，底部补水管能力170吨/小时
工作量：每1.5小时淬火1次，淬火产品重量4-5吨,淬火水温要求不高于40℃
用水方式：采用外水补充冷却，不循环
夏季最高环境温度：35℃
二．下步打算
为了节省水源，准备在现淬火槽旁边建一冷却水池（无外部冷却装置,采用自认冷却方式），将淬火水槽热水自然冷却后再用循环泵抽至淬火水槽淬火，循环方式如下：
水槽淬火水—冷却水池——循环泵——淬火水槽
三．问题
1．冷却水池容积应该有多大？
2．此冷却水池与外界环境接触交换的面积至少有对多大？

[ 本帖最后由 CL60 于 2007-3-29 17:05 编辑 ]

大自在 · 发表于 2007-3-29 19:30:03

淬火水槽热水自然冷却速度太慢，加大冷却水池与外界环境接触交换的面积换热效果也好不到哪里去，总之自然冷却很难1.5小时淬火1次的要求。

CL60 · 发表于 2007-3-30 07:37:44

谢谢！我想这道题目能不能用热平衡（能量守衡）定律做初步计算呢。
如：淬火工件的放热量=淬火水的吸热量。如果能的话，仅仅用钢的比热容和水的比热容计算可以吗？

zhangyongwen · 发表于 2007-3-30 07:50:59

可以用比容计算，很难满足你的要求

大虫 · 发表于 2007-3-30 10:25:03

其实就现在的一次淬火量导致的温升也不过是2℃左右. 而水和空气的热交换问题比较难算,涉及到温差\时间\表面积的问题.加个换热器或冷却塔好象也花不了多少钱.

CL60 · 发表于 2007-3-30 11:06:09

如果用热熔算的话和楼上的结论差不多，但在实际中水温上升幅度要比我们用此种方法计算出来的要高得多。是不是要考虑奥氏体到珠光体的相变浅热呢？
有人知道这个潜热是多少吗〉谢谢

大虫 · 发表于 2007-3-30 15:09:55

温升高很多恐怕是测温点的位置问题，若水温尚未均匀测出来的数据想必是会和理论不一样。

CL60 · 发表于 2007-3-30 15:47:24

楼上大虫同志你好，谢谢给我的支持与探讨。按照您所说的，我做如下计算
水槽容水量76吨水的比热容C水=4.2×103J/Kg. ℃
淬火钢重量7-8吨钢的比热容C钢=0.46×103J/Kg. ℃
则，基本上淬火钢温度每降低100℃，水温上升约1℃，
一般情况下淬火过程中钢件温度是从860℃降低到约200-300℃，则水温升幅应该为6-7℃
实际操作状况为：淬火前水温控制在30℃左右，淬火后水槽温度在60-70℃
如果您能确定上述计算方法正确的话，那么可能确实存在上下搅拌不均匀问题。那么我明天再搅拌均匀看一下

大虫 · 发表于 2007-3-30 16:31:45

工件放热量=水液吸热量

   工件放热量=工件重量*钢的比热*工件温差
                  =7500KG*460J/Kg. ℃*（850-200）℃
                  =2242500000J
   水吸热量=水的重量*水的比热*水的温升
   水的温升=工件放热量/（水的重量*水的比热）
               =2242500000J/（76000KG*4200J/Kg. ℃）
               =7.03℃

抱歉，前面的计算错误。
实际生产中，由于工件吊装入水以及水表面热量的辐射，都会使水吸收的热量少与工件的放热量。在假设水温是均匀的话，温度的上升不应该会高过7.03℃。
水的循环方式有无问题？

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