4.8.2. Теплопоступления через свод печей

Теплопоступления через свод печи считаются аналогично по формулам (95)-(99), только зависимость коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности α_пов от температуры этой поверхности t_пов принимается по графикам для горизонтальных поверхностей.

4.8.3. Теплопоступления через под печей

Теплопоступления в помещение через под печи определяются по эмпирической зависимости:

, (100)

где m – доля теряемого подом тепла, поступающего в помещение (0,5-0,7);

f – фактор формы (для круглого пода равен 4,1; для квадратного пода – 4,6; для пода в виде вытянутого прямоугольника – до 3,9);

F_под – площадь пода;

λ_экв – эквивалентная теплопроводность кладки пода и грунта:

; (101)

d_экв – эквивалентный диаметр конструкции пода:

. (102)

На практике для электрических печей теплопоступления через их элементы считаются аналогичным образом, а по укрупненным показателям для электрических печей справедлива следующая зависимость:

Q_п = (0,3÷0,35)N_у.

4.8.4. Теплопоступления через загрузочное отверстие печей

При закрытых дверях загрузочных отверстий теплопоступления считаются аналогичным образом, как и для стен. При открывании двери загрузочного отверстия печи (рис. 11) в помещение поступает мощный радиационный поток, который рассчитывается по уравнению Стефана-Больцмана с учетом облученности соответствующих поверхностей.

Рис. 11

Удельный тепловой поток от загрузочного отверстия при открывании дверей определяется по зависимости:

. (103)

Тоннель загрузочного отверстия оказывает диафрагмирующее действие на лучистый тепловой поток, поэтому он рассчитывается с учетом коэффициента облученности φ_отв, который определяется из графиков в зависимости от геометрических размеров отверстия

.

Полный тепловой поток вычисляется по зависимости:

Q_отв = q_отв ∙ F_отв. (104)

Радиационное излучение из отверстия оказывает дискомфорт на рабочем месте, поэтому для исключения перегрева поверхности тела человека проектируются специальные системы воздушного душирования для оборудования:

- при тепловом потоке 140 Вт/м² - при постоянном пребывании человека на рабочем месте;

- при тепловом потоке 350 Вт/м² и - более при периодическом пребывании человека на рабочем месте.

Удельный тепловой поток на рабочее место определяется по формуле:

q_р.м. = φ_р.м. ∙ q_отв, (105)

а полный тепловой поток рассчитывается по выражению:

. (106)

4.9. Теплопоступления в помещение от остывающих материалов

Если материал при остывании твердеет, то есть переходит из жидкого состояния в твердое, то количество теплоты, поступающей в помещение от остывающего материала, определяется по зависимости:

, (107)

где с_ж, с_м – теплоемкость соответственно материала в жидком и твердом состоянии, Дж/(кг∙ºС);

t₁, t₂ – соответственно начальная и конечная температуры остывающего материала, ºС;

t_пл – температура фазового перехода, ºС;

r_пл – теплота фазового перехода (скрытая теплота плавления или твердения), Дж/кг;

G_м – расход остывающего материала, кг/ч.

Зависимость (107) справедлива при остывании материала более 1 часа. Если время остывания материала менее 1 часа, то количество теплоты, поступающей в помещение, рассчитывается по выражению:

, (108)

где В – коэффициент, характеризующий изменение интенсивности теплообмена в течение первого часа остывания материала.

Если материал при остывании остается в одном агрегатном состоянии, то количество теплоты определяется по формуле:

(109)

При остывании материала в помещении более одного часа коэффициент В=1.

Обычно для расчетов необходимо знать количество поступающей теплоты за определенный интервал времени, это позволяет сделать коэффициент В, который определяется по справочной литературе в зависимости от критерия Фурье:

В = f (Fo),

, (110)

где а – коэффициент температуропроводности;

τ – время, ч;

R_{о ∑} – сопротивление теплопередаче по всей поверхности тела, град/Вт:

. (111)