Длина печи и напряжение пода.

 

1)Определим длину зон печи:

где: P – производительность печи

τ_i – продолжительность нагрева в зоне

S – толщина заготовки (270 мм)

l – длина заготовки 6 м)

ρ – плотность металла при средней температуре в каждой зоне

2) Длина активного пода (длина, на которой происходит нагрев металла):

3) Длина полезного пода (длина печи, по которой происходит перемещение металла):

– коэффициент заполнения полезной длины.

4) Длина габаритного пода печи:

– длина неработающего участка.

5) Напряжение активного пода:

Под понимается удельная производительность печи, определяющая количество металла, нагреваемого на единице поверхности в единицу времени.

F_а – площадь активного пода

 

Тепловой баланс печи.

Тепловой баланс печи составляется для определения расхода топлива на нагрев металла и представляет собой уравнение, связывающее приход и расход тепла.

Расход тепла

Потери тепла теплопроводностью через кладку печи

 

Распределение температуры в кладке печи.

 

5.1.1Потери тепла через кладку печи

Таблица 5.1.1

Определяемая величина	Расчётная формула	зоны
методич.	сварочн	томильн
Коэффициент диафрагмирова-ния		0,511	0,611	0,549
Температура внутренней поверхности кладки		853,5		1197,4
Площадь теплоотдающей поверхности стен в зоне	(мет. и свар.), м2 (том.), м2	53,6	160,37	5,504
Температура воздуха в цехе	принимаем
Температура наружной по- верхности стен	принимаем
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		13,108	13,821	13,47
Коэффициент теплоотдачи излучением		6,908	7,142	6,941
Общий коэффи- циент теплоот- дачи		20,016	20,963	20,411
Толщина огне- упорного слоя	по таблице 5.1. [1]
Толщина изоля- ционного слоя	по таблице 5.1. [1]
Температура соприкоснове- ния слоёв
Коэффициент теплопровод –ности огнеу- порного мате- риала (шамот класс А)		1,063	1,108
Коэффициент теплопровод –ности изоляци- онного матери- ала (шамот легковесный ШЛБ – 0,9)		0,385	0,393	0,413
Удельный тепловой поток через кладку		1081,3	1199,44	1064,61
Уточним темпе- ратуру сопри- косновения слоёв		735,5	795,3	979,2
Уточним темпе- ратуру наруж- ной поверхнос- ти кладки		83,9	87,3	82,2
Тепловые поте- ри через стены зоны		57,958	192,354	5,860
Суммарные тепловые поте- ри через стены		256,172
Площадь теплоотдачи поверхности свода		88,440	101,772	11,352
Температура воздуха в цехе	принимаем
Температура наружной по- верхности стен	принимаем
Коэффициент теплоотдачи конвекцией		14,645	15,983	15,940
Коэффициент теплоотдачи излучением		7,524	8,414	8,453
Общий коэффи- циент теплоот- дачи		22,169	24,397	24,393
Толщина огне- упорного слоя	по таблице 5.1. [1]
Толщина изоля- ционного слоя	по таблице 5.1. [1]
Температура соприкоснове- ния слоёв
Коэффициент теплопровод –ности огнеу- порного мате- риала (шамот класс А)		1,024	1,076	1,080
Коэффициент теплопровод –ности изоляци- онного матери- ала (шамот легковесный ШЛБ – 0,9)		0,348	0,366	0,367
Удельный тепловой поток через кладку			2295,96	2354,2
Уточним темпе- ратуру сопри- косновения слоёв		393,83	531,86	543,46
Уточним темпе- ратуру наруж- ной поверхнос- ти кладки		100,770	124,11	126,5
Тепловые потери через свод зоны		138,762	233,664	26,725
Суммарные потери через свод		399,151
Суммарные потери		655,323

5.1.2 Потери тепла излучением через открытые окна.

5.1.2.1 Методическая зона

а) Потери через окно загрузки:

1) Площадь окна загрузки:

2) Потери:

 

 

Ф₁ = 0,10 – коэффициент диафрагмирования (по рис 3.7 [1])

ψ = 1 – доля времени по истечении которого окно открыто

б) Потери через смотровые окна:

1) Количество смотровых окон:

2) Размер окон:

3) Площадь смотровых окон:

4) Потери:

Ф₁ = 0,10

ψ = 0,15

5.1.2.2 Сварочная зона

а) Потери через смотровые окна:

1) Количество смотровых окон:

2) Размер окон:

3) Площадь смотровых окон:

4) Потери:

Ф₁ = 0,10

ψ = 0,3

5.1.2.3 Томильная зона.

а) Потери через смотровые окна:

1) Количество смотровых окон:

2) Размер окон:

3) Площадь смотровых окон:

4) Потери:

Ф₁ = 0,10

ψ = 0,3

б) Потери через окно выгрузки:

1) Площадь окна выгрузки:

2) Потери:

Ф₁ = 0,10

ψ = 1

5.1.2.4 Суммарные потери тепла через открытые окна:

5.1.3 Потери тепла с охлаждающей водой

а) Методическая зона

– удельный тепловой поток через стенку охлаждаемого элемента (по рис 5.3 [1])

F_охл – площадь поверхности глиссажных труб:

n = 6 – число труб

d – диаметр труб

)

б) Сварочная зона

Площадь поверхности глиссажных труб:

Количество сдвоенных поперечных труб:

Площадь поверхности сдвоенных поперечных труб:

Полные потери с охлаждающей водой:

 

5.1.4 Тепло затраченное на нагрев металла.

– конечная и начальная теплоёмкость металла

5.1.5 Неучтенные потери тепла.

Расход топлива

Составим уравнение теплового баланса:

Где:

─ химическое тепло топлива

─ физическое тепло топлива

─ физическое тепло воздуха

─ тепло экзотермической реакции окисления железа

─ тепло уносимое с дымовыми газами

 

─ объём продуктов сгорания

– действительный расход воздуха

h_в – энтальпия подогретого воздуха

h_д – энтальпия уходящих газов

h_т = t · c_p – энтальпия подогретого топлива

По таблицам 1-4,1-5,1-6 [2] определяем теплоёмкости газов

 

Приход тепла

1) Химическое тепло топлива

2) Физическое тепло воздуха

3) Физическое тепло подогретого топлива

4) Тепло экзотермических реакций

а = 0,015 – угар металла