2.4. Расчет основных параметров

Расчёт основных параметров методической печи и уточнение ранее принятых размеров проводиться после определения времени нагрева заготовок в печи.

Емкость печи:

Длина активного пода:

Длина методической зоны:

Длина сварочной зоны с монолитным подом:

Длина сварочной зоны с двухсторонним обогревом:

Площадь активного пода:

Площадь полезного пода:

Напряженность активного пода:

Напряжённость полезного пода:

После определения основных размеров выбираем и вычерчиваем профиль рабочего пространства печи. Если печь имеет значительную длину, то сварочную зону разбиваем на несколько поддон. Расстояние между опорными трубами составляет 1000 мм. Смотровые и рабочие окна располагаются симметрично с обеих сторон печи. Смотровые окна располагаются в методической зоне и на участке сварочной зоны с двухсторонним обогревом. Рабочие окна располагаются на участке сварочной зоны с монолитным подом. В сварочной зоне на участке с двухсторонним обогревом располагается 34 смотровых окон , а на участке с монолитным подом – 14 рабочих окон. Количество окон выбирается в зависимости от расстояния между осями окон, которое принимается для рабочих окон 1250 мм, для смотровых окон – 1700 мм.

Общая площадь окон в сварочной зоне:

в методической зоне располагается 2 смотровых окна. Расстояние между осями 1,8 м.

Общая площадь окон в методической зоне:

Размеры торцевых окон посада и выдачи:

3. Тепловой баланс печи

Приход тепла:

Тепло горения топлива:

где В – расход топлива, кг/с;

Тепло, внесенное подогретым воздухом и топливом (газом):

Тепло, выделившееся при окислении железа:

Расход тепла

Полезное тепло на нагрев металла:

Потери тепла с уходящими газами:

Потери тепла теплопроводностью:

где – средняя температура внутренней поверхности кладки, ^оС;

– температура окружающего воздуха, ^оС;

и – соответственно толщина огнеупорной кладки и изоляции, м;

и – соответственно коэффициенты теплопроводности огнеупорной кладки и изоляции, Вт/м·К;

– коэффициенты конвективной теплоотдачи от стенок и окружающего воздуха,

;

– площадь поверхности кладки, м².

Потери тепла теплопроводностью определяются как сумма потерь свода и стен сварочной и методической зон:

где и - потери тепла теплопроводностью через стены и свод в методической зоне;

и - потери тепла теплопроводностью через стены и свод в сварочной зоне;

1,2 – коэффициент, учитывающий повышение потерь тепла через швы кладки.

Средняя температура внутренней поверхности кладки определяется следующим образом.

Сварочная зона:

Безразмерные температуры:

Средняя температура внутренней поверхности кладки:

Методическая зона:

Средняя температура поверхности металла:

Средняя температура газов в методической зоне:

Безразмерные температуры:

Средняя температура внутренней поверхности кладки:

Тепловые потери через свод в сварочной зоне.

Температура на границе слоев огнеупора и изоляции:

Средняя температура слоя огнеупора:

Средняя температура слоя изоляции:

Коэффициенты теплопроводности динаса:

Коэффициенты теплопроводности изоляции:

Потери тепла теплопроводностью :

Температура на границе слоев огнеупора изоляции не должна превышать максимально допустимого значения для материала изоляции:

Правильность принятых средних температур слоев: ºС

Тепловые потери через стены сварочной зоны:

где

Температура по границе слоев огнеупора и изоляции: °С

Проверка правильности принятых средних температур слоев:

Расхождение между принятым значением средних температур и подсчитанным по формулам допустимо, так как погрешности меньше 20 %.

= 0%,

= 0%,

= 0%.

Аналогично определяем тепловые потери через свод и стены методической зоны:

Тепловые потери через свод методической зоны:

Потери тепла теплопроводностью :

Температура на границе слоев огнеупора и изоляции:

Проверка правильности принятых средних температур слоев:

Тепловые потери через стены в методической зоне:

Температура на границе слоев огнеупора и изоляции:

Проверка правильности принятых средних температур слоев:

Расхождение между принятым значением средних температур и подсчитанным по формулам допустимо.

Потери тепла теплопроводностью определяются как сумма потерь свода и стен сварочной и методической зон:

Потери тепла через окна печи

Потери тепла через закрытые окна печи:

в сварочной зоне:

где n – число окон;

– площадь окна;

S – толщина стенки в 1 кирпич, S=0,203 м;

– коэффициент теплопроводности материала окна при .

в методической зоне:

Потери тепла излучением через открытые окна.

В сварочной зоне:

где – коэффициент диафрагмирования ( =0,7),

Окончательно имеем:

Потери тепла с окалиной:

Потери тепла с охлаждающей водой:

Неучтенные потери:

Приравняв приходные и расходные статьи теплового баланса, определяем секундный расход топлива В, кг/с:

Приходные и расходные статьи теплового баланса сводятся в таблицу 2:

Табл.2 Тепловой баланс печи

Статья	Приход тепла		Статья	Расход тепла
	кВт	%		кВт	%
1. Тепло горения топлива	27192,95	79,19	1. Полезное тепло на нагрев металла	11923,3	34,77
2. Тепло, внесённое подогретым воздухом и топливом (газом)	5263,23	15,32	2. Потери тепла с уходящими газами.	14512,46	42,32
3. Тепло, выделившееся при окислении железа.	1883,3	5,49	3. Потери тепла теплопроводностью через кладку.	472,44	1,38
Итого:	34339,48	100	4. Потери тепла через окна печи.	443	1,29
			5. Потери тепла с окалиной.	575	1,68
			6. Потери тепла с охлаждающей водой.	3245,64	9,47
			7. Неучтённые потери	3117,54	9,09
			Итого:	34289,38	100