ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние скорости поглощения тепла садкой из "Промышленные печи Том 1" Поскольку в промышленных печах можно выделить большое количество тепла при достаточно высоких температурах, задача расчета производительности печи может быть решена на основе законов теплопередачи к садке и выравнивания температуры в садке. [c.64] Существуют и другие, менее важные факторы, которые влияют на производительность печи. Невозможно все эти величины связать между собой в одно уравнение нагрева. Инженерами разработаны таблицы и графики для таких сочетаний этих факторов, которые соответствуют типам печей и материалов, наиболее часто встречающихся в их практике. Табл. 5 и 6 являются примерами такого расчета для печи и садки определенной конфигурации, определенной излучательной способности материала и определенного состава продуктов сгорания. Целью авторов настоящей книги не являлось составление диаграмм для всех возможных сочетаний факторов нагрева. Вместо этого разработан довольно простой метод, вполне пригодный для практических целей. [c.64] Обычно передача тепла к садке определяет производительность печи при тонкостенном нагреваемом материале, в то время как выравнивание температуры в материале определяет производительность печи при массивном материале низкой теплопроводности. [c.64] Ср — удельная темплоемкость материала, кдж кг-град) [ккал/ кг-град) ] йТ — повышение температуры материала. [c.65] Трудно точно измерить температуру горячих газов Т . Легче измерить температуру огнеупоров Т . Эта температура часто (хотя и неправильно) называется температурой печи. Если в уравнении (9) вместо Тг применяют Т , то значение к изменяется. [c.65] Согласно данным, приведенным ниже в настоящей главе, средний коэффициент теплопередачи равен 170 вт1(м -град) [146 ккал1 м -ч-град)]. Удельная теплоемкость стали в рассматриваемом интервале температур составляет 0,67 кдж1(кг-град) [0,16 ккал кг-град)]. [c.65] Натуральный логарифм этого отношения равен 2,44. При Л1ср/М = 0,43 ч, время нагрева равно 2,44 X 0,43 = 1,05 ч. [c.65] В этом примере высокая температура продуктов сгорания допустима, поскольку садка печи состоит из одного тонкого изделия, которое можно выгрузить после нагрева до заданной температуры. Если садка состоит из нескольких изделий, большие перепады температур недопустимы по причинам, объясняемым ниже. Единственной целью приведенного примера являлась иллюстрация применения логарифмического уравнения. [c.66] Кривые рис. 50 составлены на основе таких расчетов при условиях, приведенных в предыдущем примере, а также при температуре пламени 1540° С. Из рисунка хорошо видно, что более высокая температура продуктов сгорания приводит к сокращению времени нагрева. На графике кривая б относится к температуре 1540° С. Из рисунка вытекает и следующее обстоятельство в то время как высокие температуры газов и стенок уменьшают время нагрева, они требуют быстрого удаления садки из печи во избежание перегрева. [c.66] Теплопередача прямо пропорциональна произведению следующих величин температурному перепаду (температура печи минус средняя температура материала), умноженному на средний коэффициент теплопередачи. Определение обеих средних величин рассмотрено в следующем разделе. [c.67] В печи камерного типа температуры продуктов сгорания и огнеупоров должны быть такими, чтобы садка не перегревалась, если она находится в печи излишнее время. [c.67] Это требование обусловливает повышение температуры продуктов сгорания на 5% (считая не от абсолютного нуля, а от нуля по Фаренгейту, или —18° С) против заданной конечной температуры поверхности садки. Превышение температуры может быть и большим, если случайный перегрев не приводит к серьезным дефектам в нагреваемом материале. В этом случае вышеуказанные 5% могут быть увеличены иногда до 8%. [c.67] В зависимости от принятого превышения температуры продуктов сгорания время, необходимое для нагрева, рассчитывают по величине, равной 92—98% от фактической разности температур. Во всех случаях средняя по времени температура поверхности материала составляет 71 % от повышения температуры, если тепло передается только конвекцией она составляет 65%, если тепло передается только излучением. Величина, равная /з от повышения температуры, вполне пригодна при быстрых расчетах. [c.67] Соотношение время — температура показано на рис. 51. [c.67] Форма кривой не является строго постоянной. Она изменяется в зависимости от отношения поверхности садки и поверхности огнеупоров, так как температура печи падает, когда в печь помещают холодную садку. Кривая время—температура изменяет свой характер с изменением толщины и теплопроводности садки и, как уже указывалось, отношения между теплом, переданным излучением и конвекцией. В садке из нескольких изделий иногда первое изделие выгружают из печи до того, как оно нагреется до необходимой температуры, в то время как последнее изделие достигает температуры печи к моменту выгрузки. Несмотря на эти колебания, величина /3 от повышения температуры является надежной для расчетных целей. [c.68] Следует снова подчеркнуть, что большая избыточная температура (более чем на 4% превышающая обычную разность температур) допускается в условиях данного примера, поскольку нагревается только одно изделие, и его можно выгрузить из печи, когда будет достигнута требуемая температура. В большинстве камерных печей это условие отсутствует. [c.68] Средний коэффициент теплопередачи (средний за период нагрева) является функцией многих переменных наиболее важной из них является температура, до которой необходимо нагреть материал. По этой причине принято графически изображать коэффициент теплопередачи в виде функции конечной температуры садки. Из других переменных большое значение имеет величина Я — отношение открытой поверхности садки к внутренней поверхности огнеупоров . Когда холодную садку помещают в горячую печь, температура падает. Если К мало, падение температуры также мало и время нагрева уменьшается. Важной переменной является также излучательная способность садки. Все три переменных и их влияние на время нагрева приведены на рис. 52. [c.68] Для светящегося пламени значения коэффициента теплоотдачи повышаются примерно на 10%. [c.69] При применении коэффициентов этой диаграммы необ одимо пользоваться средней разностью температур, показанной на рис. 51. Диаграмма неприменима, если печь и садка разогреваются одновременно. [c.69] На основе учета этих факторов и сравнения с существующими печами составлены кривые рис. 52. Величины, полученные по этим кривым, на 30% меньше значений, приведенных в табл. 5. [c.69] Вернуться к основной статье