Методическая печь медных слитков, страница 10

в зоне

е. Средние температуры газов по формулам (34) и (35)

в зоне

в зоне

ж. Разности температур газов на границах зон:

з. Разности четвертых степеней средних значений абсолютных температур газов и твердых поверхностей:

По рис. при  и  находим отношение , а при  и  - отношение . Отсюда

,

и. Эффективные температуры поверхности по формулам (36) и (37):

зона I

зона II

к. Степени черноты газов и температуры печи. При  и  (для зоны I) по табл. . При  и  (для зоны II)  [1]. Приняв

получим

Четвертые степени абсолютных температур печи, разделенных на 100, для зон I и II по формулам (38) и (39):

л. Результирующий поток тепла из зоны II в зону I по формуле (40) при :

м. Приращение температуры массы металла по формуле (41) при значении и  для интервала  в зоне I:

6)  Температуры и тепловые потоки на границе 0

а. Потери тепла через стенки в зоне I по формуле (14) (полагаем, что излучение тепла через загрузочное окно покрывается за счет теплового излучения из зоны II):

,

где  и .

Потери тепла в пересчете на эффективную поверхность стенок по формуле (15)

б. Тепловой поток на поверхность металла по формуле (16) (при известных геометрических характеристиках зоны I и температурах  и  находим ;  и )

7)  Сечение 1 зоны II

а. Доля горючих веществ топлива, выгорающая при движении газов между сечениями 2 и 1, по формуле (43)

По заданию мы знаем, что

, отсюда ,

 , тогда

б. Температура газов по формуле (42) при подстановке , найденной при  и  по it-диаграмме (приложение 1) и предполагаемого значения

по it-диаграмме находим

в. Средняя по массе температура металла по формуле (44)

,

здесь

, тогда

г. Температура поверхности металла по формуле (45)

,

где  при

Фактор температурного поля , тогда

д. Температуры и тепловые потоки в сечении .

Принимаем здесь те же температуры поверхности металла и газов, что и сечении 1, и находим все характеристики излучения для зоны I [1] (, поскольку горение не происходит). Известны  и . При  . При  ;  и

Полезный тепловой поток по формуле (16)

5.3 Окончательное конструирование рабочего пространства и определение расхода топлива

1)  Время нагрева металла в зоне I

а. Средний тепловой поток по формуле (47)

б. Время нагрева по формуле (48)

2)  Время нагрева металла в зоне II

а. Средний тепловой поток по формуле (49)

б. Время нагрева по формуле (50) при  для интервала температур

3)  Время нагрева металла в зоне III  и общее время нагрева

Общее время нагрева металла в печи

4)  Окончательные длины частей пода и удельная производительность.

а. Длина активной части пода по формуле (52)

.

б. Удельная производительность печи по формуле (53)

в. Размеры отдельных зон (54)

Конструктивно зону I необходимо увеличить на размер отводящего канала, т.е. на . В зону II нужно включить участок . Окончательными будут размеры ; , . Здесь .

5)  Расход топлива по зонам.

а. Потери тепла теплопроводностью в зоне II (в верхней части) по формуле (56)

б. Расход топлива в верхней части зоны II по формуле (55) при

в. Примерный расход топлива в зоне III

г. Скорость газов в верхней части зоны II (57)

д. Тепловое напряжение в верней части зоны II (58)

е. Высота зоны III (59)

ж. Потери тепла теплопроводностью в зоне III (60)

з. Расход топлива в зоне III (61)

и. Расход топлива в нижней части зоны II (62)

к. Свободный объем нижней части печи ()63

л. Общий расход топлива

о. Удельный расход условного топлива


Приложение

Приложение 1: it –диаграмма (водяной генераторный газ, смесь доменного и коксового газов при )

Приложение 2: Температурные режимы методической печи.


Список используемой литературы

1.  Китаев Б. И., Зобнин Б. Ф. и др. Теплотехнические расчеты металлургических пече. Москва. Металлургия, 1970.

2.  Лебедев Н. С., Телегин А. С. Нагревательные печи. Москва-Свердловск, Машгиз, 1962.

3.  Теплофизические свойства веществ. Справочник под ред. Н. Б. Варгафтика. Госэнергоиздат, 1956.