ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оглавление Потеря тепла через стенки печи из "Промышленные печи Том 1" С целью ясного понимания распределения тепла в простой печи следует рассмотреть рис. 77. Большая часть тепла выделяется в зоне горения слева и переходит оттуда вправо. При этом желательна передача тепла к материалу, как показано стрелками 1. [c.118] Однако тепло идет и в других направлениях как показано стрелками 3, часть тепла передастся к стенкам печи, а часть — поду, что приводит к повышению температуры этих частей печи. Другая часть тепла теряется в окружающее пространство вследствие излучения и конвекции от наружной поверхности стен или в результате теплопроводности в землю (см. стрелки 2). Через щели и другие отверстия тепло излучается из печи (стрелки 4) печные газы выходят через заслонку (стрелка 5), часто сгорая вне печи и унося с собой много тепла. Тепло теряется каждый раз, когда открывается заслонка. Возникают также и специальные потери. [c.119] Потеря тепла с наружной стороны стен печи является одним из наиболее важных факторов, влияющих на экономичность печей, и поэтому должна быть рассмотрена подробно. Потеря тепла через стенку при продолжительной непрерывной работе печи отличается от потери тепла через стенку такой же печи, если эта печь работает периодически. Сначала рассмотрим потерю тепла через стенку при непрерывной работе. [c.120] Здесь и далее на стр. 121—135 Т и t — температура дается в °С. [c.120] С — кt)эффйциeнт теплопроводности материала стенкн, вт1 м-град) [ктл/(м-ч-град)], к — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки, вт1(м -град) [ккал м -ч-град)]-, 8 — толщина стенки, м. [c.121] Неизвестными величинкми в этом двойном уравнении являются С и Т . Их можно найти, если все остальные величины известны. К сожалению, расчет усложняется тем, что величины кнСне являются постоянными они изменяются в зависимости от ряда факторов. [c.121] Коэффициент к изменяется с температурой наружной поверхности стенки, ее положением (горизонтальным или вертикальным), а возможно, с ее размером. Этот коэффициент не является истинным коэффициентом теплоотдачи, это псевдокоэффициент, потому что тепло передается от стен и излучением, и конвекцией, а истинный коэффициент не может правильно отражать составную функцию. [c.121] Хотя различные материалы характеризуются различной энергией излучения (излучательной способностью), однако, к счастью, наблюдается весьма небольшое различие в коэффициентах теплоотдачи поверхностей различных видов (обычно наружной стороны стенок печей). Поэтому значения, приведенные на рис. 79, пригодны для расчетов. Коэффициенты рис. 79 достаточно точны для поверхности кирпича и стали. [c.121] Излучательная способность стен, покрытых алюминиевой краской, ниже излучательной способности кирпича. Для свежевыкрашенных поверхностей е = 0,20. Для расчетов принимают среднее значение е = 0,28. Значения коэффициента теплоотдачи излучением плюс конвекцией для стенок, окрашенных алюминиевой краской, также приведены на рис. 79. [c.121] При выражении плотности теплового потока в ккал (м -ч) коэффициент 3,15 заменяется на 2,7. Прим. ред. [c.121] Для шероховатых вертикальных поверхностей k = 0,155. Для алюминиевой краски, простоявшей половину всего срока службы, коэффициент k = 0,05. Циркуляция воздуха (тяга) повышает коэффициент конвекции до 0,28. [c.122] При значениях к, приведенных на рис. 79, и значениях С, приведенных на рис. 81, уравнение (13) можно решить для величины потери тепла Q и наружной температуры стенки Т . Единственным затруднением является то, что в каждом случае приходится находить решение лишь в результате ряда приближений. [c.123] Следует задаться значениями С и и рассчитать величину Т . Если результат показывает, что принятая величина к отличается от значения к, соответствующего Т , или если принятое значение С отличается от значения С, соответствующего средней величине между Гвн и Тц, то необходимо задаться новыми значениями С и к и повторить расчет. Хотя этот подбор правильных значений С и к весьма кропотлив при одном расчете, он становится легче после того, как проделать большое число расчетов. При выборе коэффициента теплопроводности С принимают среднее значение теплопроводности по горячей и холодной поверхностям. [c.123] Нижеследующий пример иллюстрирует применение этого уравнения. [c.125] Пример. Допустим, требуется рассчитать количество тепла, передаваемого за 1 ч через стенку печи, выложенную из шамотного кирпича толщиной 230 мм и теплоизоляционного огнеупорного кирпича толщиной 65 мм, огнеупорность которого составляет 1100° С. Температура внутренней стороны стенки 980° а наружного воздуха 16° С. [c.125] Как показано на рис. 81, теплопроводность шамотного кирпича и фактически почти всех огнеупорных материалов возрастает с температурой. Поэтому сначала надо задаться возможной температурой Г, а затем рассчитать теплопередачу по значениям коэффициента теплопроводности, соответствующим принятому перепаду температур. [c.125] Для первого расчета примем температуру Т = 710° С. По рис. 81 определяем, что средняя теплопроводность шамотного кирпича для интервала температур от 710 до 980° С (средняя температура 845° С) составляет 1,28 вт/(м-град) [1,1 ккал/(м-ч-град). Принимаем Т = 120°С средняя теплопроводность теплоизоляционного кирпича в интервале 120—710° С составит 0,163. [c.125] Рассчитанные температуры несколько отличаются от принятых. Однако эта разница настолько мала, что повторный расчет приведет практически к таким же результатам, как и первый расчет. Ввиду неопределенности значений коэффициентов теплопроводности повторного расчета не требуется. [c.126] Влияние алюминиевой краски. Вышеприведенный пример характерен для неокрашенной наружной поверхности стенки при значениях к, взятых по рис. 79. Если эта поверхность покрывается алюминиевой краской, значение к изменяется, и, поскольку алюминиевая краска, снижающая излучение, является изолятором, можно ожидать, что температуры и наружной, и промежуточной поверхностей между шамотной кладкой и изоляцией выше, чем при неокрашенной поверхности. После нескольких пробных расчетов было установлено, что наружная температура стенки составляет 165° С, а промежуточная 715° С. [c.126] Вернуться к основной статье