2.4 Расчёт теплового баланса печи

2.4.1 Тепловой баланс

2.4.1.1 Приход тепла

Тепло от горения топлива

кВт

где - расход тепла при нормальных условиях

2.4.1.2 Тепло экзотермических реакций

где - смотреть приложение 1 страница 344

- температура подогрева воздуха

кВт

2.4.1.3 Тепло экзотермических реакций

где - угар металла

- производительность печи

кВт

2.4.2 Расход тепла

2.4.2.1 Тепло затраченное на нагрев металла

где - энтальпия углеродистой стали при

- энтальпия углеродистой стали при (смотрите приложение 9 страница

363)

кВт

2.4.2.2 Тепло уносимое уходящими дымовыми газами

где - энтальпия продуктов сгорания при

находим с использованием приложения 2 страница 345

2.4.3 Потери тепла теплопроводностью через кладку.

Потерями тепла через под в данном расчёте пренебрегаем. Рассчитываем только потери тепла через свод и стены печи.

2.4.3.1 Потери тепла через свод

Площадь свода принимаем равной площади пода , толщину свода материал каолин. Принимаем, что температура внутренней поверхности

свода равна средней по длине печи температуре газов, которая равна

Если считать температуру окружающей среды равной , то температура поверхности однослойного свода можно принять равной .

При средней по толщине температуре свода коэффициент теплопроводности каолина согласно приложению 11 равен

Тогда потери тепла через свод печи будут равны

Коэффициент теплоотдачи определяют по формуле

2.4.3.2 Потери тепла через стены печи

Стены печи состоят из слоя шамота толщиной и слоя диатомита толщиной

Наружная поверхность стены равна:

Методическая зоны

Первая сварочная зона

Вторая сварочная зона

Томильная зона

Торцы печи

Полная площадь стен равна

Для вычисления коэффициентов теплопроводности, зависящих от температуры, необходимо найти среднее значение температуры слоёв. Средняя температура слоя шамота равна а слоя диатомита , где - температура на границе раздела слоёв, ; - температура наружной поверхности стен, которую можно принять равной .

Коэффициент теплопроводности шамота (приложение 11)

,

Коэффициент теплопроводности диатомита (приложение 11)

,

В стационарном режиме

Подставляем значения коэффициентов теплопроводности

Тогда

Окончательно получаем

Количество тепла, теряемое через стены печи, равно

где

Общее количество тепла, теряемое теплопроводностью через кладку

2.4.4 Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаем равными 10% от тепла, вносимого топливом и воздухом

2.4.5 Неучтенные потери определяем по формуле(160) страница 183

Уравнение теплового баланса

Откуда

Результаты расчётов сведём в таблицу

Статья прихода	кВт (%)	Статья расхода	кВт (%)
Теплота от горения топлива.............. Физическое тепло воздуха…………………… Тепло экзотермической реакции……..	96466,56 (84,79) 13862,22 (12,18) 3446,5 (3,03)	Тепло на нагрев металла…………………….. Тепло, уносимое уходящими газами….. Потери тепла теплопроводностью через кладку………………… Потери тепла с охлаждающей водой……. Неучтённые потери..	49105 (43,25) 49789,6 (43,85) 1941,56 (1,71) 11032, (9,73) 1654,93 (1,45)
Итого:	113775,28 (100)	Итого:	113723,97 (100)

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла