.
(22)
Среднюю по массе температуру всей заготовки в сечении получим из выражения:
.
(23)
3.3 Общие теплоемкости металла и газов, нагревающих металл
Поскольку мы рассматриваем в зонах I и II нагрев только верхней
части заготовок толщиной , а в зоне III принимаем в расчет
полную толщину
, необходимо
определить среднюю толщину металла, прогреваемую сверху, которую с учетом того,
что это не геометрическая, а тепловая характеристика, обозначим через
.
Средняя по всей толщине заготовки температура
металла перед началом выдержки на участке III' или, при его
отсутствии, на сплошном поду равна .
Однако верхняя часть заготовки имеет вообще иную,
обычно более высокую, среднюю температуру и, следовательно,
в тепловом отношении эта часть должна быть оценена иной, обычно большей,
толщиной:
При отсутствии участка III' имеем:
,
(24)
где - средняя
толщина заготовки, прогреваемая сверху в зоне III'.
Приближенно .
Общая теплоемкость металла, нагреваемого в
верхней части печи, отнесенная к единице времени, т. е. , при производительности в ту же единицу времени Р,
составляет
, (25)
куда следует подставлять для
интервала температур
.
Тогда общую теплоемкость газов, нагревающих металл, в верхней части печи от зоны I до зоны III, включительно, можно выразить формулой:
.
(26)
Далее индекс «в» при для упрощения опускаем, поскольку определяем теплоемкость
газов только для верхней части печи.
Соответствующая общая теплоемкость газов, нагревающих металл в зоне III, при отсутствии участка III' составит:
.
(27)
Общую теплоемкость газов, нагревающих металл в верхней части зоны II, включая участок III' (поскольку имеется общий ввод топлива), за вычетом соответствующей теплоемкости газов, поступающих из зоны III, найдем по разности
. (28)
3.4 Лучистый перенос тепла вдоль печного канала
Этот фактор имеет существенное значение для процесса нагрева в методических печах, особенно при отсутствии деления печного канала на обособленные камеры. Предлагается следующий упрощенный метод, позволяющий рассчитать теплообмен излучением между зонами I и II.
Определяем среднюю высоту свободного пространства зоны I по формуле (6).
Для дальнейших расчетов необходимо вычислить средние температуры газов и поверхности садки между сечениями 0 и 2. Эти температуры заменяют неизвестные пока температуры в сечении 1:
и
Соответствующие параметры вычисляем по нижеследующим формулам. Средняя температура твердых поверхностей в сечении 0
. (29)
То же, в сечении 1
.(30)
То же, в сечении 2
.
(31)
Средняя температура поверхностей в зоне I:
,
(32)
в
зоне
.
(33)
Средние
температуры газов в зоне
,
(34)
в
зоне
.
(35)
Кроме того, для каждой из зон рассчитываем разность температур газов на границах зоны или участка
,
а также
разность четвертых степеней средних значений абсолютных температур газов и
твердых поверхностей, т. е. и
. Пользуясь величинами этих разностей, находим на рис. 2
значения
, которые
позволяют вычислить эффективные температуры газов
и
при известных средних температурах
и
подставляемых вместо
. Вычитая из
и
величину 273,
получаем
и
. Затем вычисляем эффективные температуры твердых
поверхностей для каждой зоны, применяя формулы:
; (36)
. (37)
Рис. 2. График для расчета передачи тепла излучением вдоль печного канала.
Используя уже известные значения , для зон I и II находим степени черноты газов
. и
при
и
. Чтобы учесть усиленное излучение пламени в зоне II, умножаем
на
Определяем по Д. В. Будрину четвертые степени абсолютных температур печи, разделенных на 100, для зон I и II:
; (38)
. (39)
Используя эти величины, находим результат
лучистого теплооомена между зонами I и II через окно площадью между
этими зонами:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.