Другие предметы \ Теплотехника

Расчет четырехзонной методической печи, страница 2

Парциальное давление излучающих газов (Парциальное давление - давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре. Парциальное давление газа в смеси, Па, определяется как произведение его содержания в смеси (в долях) на абсолютное давление смеси (10⁵ Па)):

, - степень черноты смеси газов;

где =1.08 - поправка на парциальное давление воды (находиться по номограмме рис.13.5[1]);

- поправка на излучение смеси CO₂ и H₂O (находиться по номограмме рис.13.6[1]);

По номограммам (зависимость ) определяем степени черноты излучающих газов (рис. 13.3 – CO₂ и 13.4 – H₂O в [1]):

	В начале зоны .	В конце зоны .
	0.13	0.103
	0.22	0.14
	0.04	0.05
	0.33	0.204

Поглощательная способность газа при температуре стенки определяют по формуле:

, где , где

для простоты расчетов принимаем: , следовательно . (*)

Результирующий удельный тепловой поток, Вт/м², излучаемый от газа и кладки к металлу (учитывая (*)) принимая что (металл не излучает сам на себя):

; (1) где - приведенный коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учетом тепла, отраженного от кладки печи на металл, [Вт/(м²К⁴) [];веденный коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учетом тепла, отраженного от кладки печи на металл-------ю], определяется из выражения:

; где и (для сталей)— соответственно степень черноты продуктов сгорания и металла;

и — излучающая поверхность кладки и тепловоспринимающая поверхность металла, м²;

— тепловые потери теплопроводностью через кладку, отнесенные к 1 м² ее внутренней поверхности, Вт/м²;

— тепловой поток, передаваемый от продуктов сгорания к кладке путем конвекции и отнесенный к 1 м² внутренней поверхности кладки, Вт/м²;

С₀=5.7 [Вт/(м²К⁴)] – коэффициент излучения абсолютно черного тела;

- угловой коэффициент излучения кладки на металл.

Для большинства непрерывно действующих печей без значительной погрешности можно принять, что потери тепла теплопроводностью через кладку печи примерно равны количеству тепла, получаемому кладкой от продуктов сгорания конвекцией, т. е.

Тогда выражение для С_г,к.м будет иметь вид: ;

	3,257
	2,541

В промышленных печах обычно одновременно протекают процессы передачи тепла излучением и конвекцией. Для учета обоих видов теплоотдачи введено понятие о суммарном коэффициенте теплоотдачи , с помощью которого количество переданного тепла определяется как , т.к. температуры высокие (свыше 600⁰), мало по сравнению с , и для расчетов принимают , следовательно .

Результирующий поток на металл излучением можно выразить:

; (2)

Приравняв (1) и (2) получим и учитывая влияние конвекции: ;

Т.к. (коэффициент теплоотдачи) пропорционален температуре в 3-ей степени, то приближенно ;

Т.е.

Определяем коэффициент теплопроводности [Вт/(мК)] и коэффициент температуропроводности а [м²/ч], по приложению IX [2]:

Средняя по объему температура металла (от начала до конца методической зоны):

а_ср= [м²/ч];

Определяем температурные критерии из таблицы 13.5 [1] (решение уравнения теплопроводности в критериальной форме для нагрева и охлаждения массивных тел, для равномерного начального распределения температуры по сечению, и изменения температуры окружающей среды по линейному закону () ) и (;):

По номограмме на рис. 1.23 [1] по найденным значениям и Bi находим критерий Фурье для поверхности пластины () Fo=1,6;

Находим температуру поверхности металла в конце методической зоны. Согласно номограмме на рис.1.26 [1] для центра пластины при Fo=0,27, Bi=0,44 температурный критерий