Расчеты плавильных и нагревательных печей литейных цехов: Учебное пособие, страница 7

5) Тепло от химической неполноты сгорания топлива кДж/ч, кДж/период.

При  беспламенном сжигании потери тепла от химической неполноты сгорания практически отсутствует. При пламенном сжигании в отходящих газах термических печей содержится 0,5...3,0 % несгоревших газов (СО и Н₂), для вагранок до 10...15 % СО и Н₂ . Теплоту сгорания этих газов можно принять 12142 кДж/м³ . Если долю несгоревших газов принять равной m, то тепло от химической неполноты сгорания топлива будет:

Q₁₂= 12142 B V_д m.

6) Тепло от механической неполноты сгорания топлива, кДж/ч, кДж/период. Под механической неполнотой сгорания понимают различные потери топлива. Например, при сжигании твердого топлива потери составляют 3...5 %  , следовательно:

Q₁₃ =(0,03...0,05)B Q^р_н.

В случае газообразного топлива потери тепла от утечки газов составляют 2...3 % , тогда:

Q₁₃ =(0,02...0,03)B Q^р_н.

При использовании жидкого топлива теряется около 1%, поэтому:

Q₁₃ =0,01 B Q^р_н .

7) Потери тепла теплопроводностью через многослойную кладку, кДж/ч, кДж/период. Потери тепла через плоские стены, свод и под нагревательной печи определяются по уравнению:

Q₁₄= (t₁₃ -t₁₄)/(S(s_i /l_i) +1/a₂ )F₁, где t₁₃ - температура внутренней поверхности кладки, ⁰С;  t₁₄ - температура окружающей среды, ⁰С; s_i -толщина i^го слоя огнеупорной футеровки, м; l_i - коэффициент теплопроводности i^го слоя огнеупорной футеровки, теплоизоляции, кВт/ (м К); a₂ - коэффициент теплоотдачи от стенки печи окружающей среде кВт/ (м² К); F₁ - внешняя поверхность футеровки печи,м².

Потери тепла через цилиндрическую стенку плавильной или нагревательной печи при граничных условиях третьего рода со стороны охлаждаемой поверхности и граничных условиях первого рода со стороны нагреваемой поверхности определяются по уравнению:

Q₁₄= p (t₁₃ -t₁₄)/(S (1/2l_i  ln(d_i+1 /d_i)) +1/(a₂ d_н))h_н, где d_i - меньший диаметр футеровки, м; d_i+1 - больший диаметр футеровки, м; d_н - наружный диаметр печи, м; h_н- высота наружной поверхности печи, м.

Коэффициент теплоотдачи a₂ можно приближенно определить для теплообмена при свободной конвекции по формуле, Вт/(м² К):

a₂ =k (t_ст- t_в)^0,25 , где k- коэффициент, зависящий от положения стенки в пространстве;  k = 1,6 - для горизонтальной теплоотдающей поверхности, обращенной вниз; k = 2,6 - для вертикальной поверхности; k = 3,3 - для горизонтальной теплоотдающей поверхности, обращенной вверх.

8) Потери тепла излучением через открытые окна печи, кДж/ч, кДж/период:

Q₁₅=C₀ yt₁((Т₁/100)⁴- (Т₂/100)⁴) F₂ , где C₀ - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,768 Вт/(м² К⁴); y- коэффициент диафрагмирования, значения которого приведены в приложениях 18,19; t₁ - время открытого состояния окна за весь период работы печи, ч;  Т₁ - средняя температура внутри печи, К; Т₂ - средняя температура окружающего пространства, К.; F₂ -площадь открытого окна, м².

9) Тепло, затраченное на нагревание тары, кДж/ч, кДж/период.

Если тара холодная, то количество тепла, требующееся на ее нагрев составит:

Q₁₆ = G₇ C₉ t₁₅ , где G₇ -масса тары, кг/ч, кг/период; C₉ - средняя удельная теплоемкость тары в интервале температур от 0 ⁰С до  t₁₅ , кДж/(кг К); t₁₅ - температура нагрева тары, ⁰С.

Если тара поступает нагретой, то учитывается только тепло, затраченное на ее дальнейший подогрев.

10) Тепло, уносимое водой, охлаждающей отдельные части печи (свод, дверцы, индуктор и т.п.), кДж/ч, кДж/период:

Q₁₇ = G₈ C₁₀  (t₁₇ - t₁₆),

где G₈ - расход воды, кг/ч; C₁₀ - удельная теплоемкость воды, кДж/(кг К);  t₁₇ - конечная температура воды, ⁰С;  t₁₆ - начальная температура воды,⁰С .

Для определения расхода воды на охлаждение пользуются практическими данными исходя из того, что скорость течения воды в охлаждаемом элементе составляет 0,5... 1,5 м/с, а температура t₁₇ не превышает 40... 45 ⁰С во избежание повышенного выделения накипи из воды. Для вагранок с водяной рубашкой средней производительности (8...12 т/ч ) расход воды на охлаждение плавильного пояса колеблется от 2 до 4 м³/ч. Обычно потери тепла с охлаждающей водой составляют от 3...7 до 10...15 % всего прихода тепла.