2 Расчет внешнего теплообмена

Методические толкательные печи относятся к высокотемпературным печам, в которых тепло передается к поверхности нагрева в основном излучением.

Удельный тепловой поток, передаваемый излучением от газов и кладки металла, можно рассчитать по формуле:

Расчет внешнего теплообмена состоит в определении приведенного коэффициента излучения, Вт/(м²К⁴):

где - степень черноты металла;

- степень черноты газов;

- степень развития кладки.

Приведенный коэффициент излучения определяется для каждой зоны.

Численное значение ω примерно равно отношению суммарной внутренней поверхности всех стен и свода печи к воспринимающей тепловое излучение поверхности металла F_м, то есть:

При этом поверхность нагрева (металла) считается как сплошная плита, нагреваемая с одной стороны.

Расчет ведется в такой последовательности:

1. Предварительное определение размеров печи:

Ширина печи

где z – число рядов заготовок в печи (принимаем z = 1);

– ширина зазора между торцами заготовок и кладкой,

l – длина заготовок, l = 2,65 м.

Расстояние от высшей точки свода до уровня пода выбирается из таблицы 2.1.

Таблица 2.1 Расстояние от высшей точки свода до уровня пода по зонам печи.

Расстояние, м
В месте посада металла	Верхних сварочных зон	Нижних сварочных зон	Томильной зоны
0,8…1,5	2,2…2,6	2,4…3,0	1,5…1,7

2. Задание температур по длине печи

Температура уходящих газов задается в зависимости от вида тепловой обработки металла.

При нагреве металла под прокатку температуру уходящих газов можно принять , а при нагреве металла с целью термообработки .

В сварочной (нагревательной) зоне нагрев осуществляется при постоянной температуре печи, а в томильной зоне при постоянной температуре поверхности. Температуру в сварочной (нагревательной) зоне рекомендуется выбирать на 150 – 250 °С выше конечной температуры металла, то есть а температуру газов в конце томильной зоны в первом приближении можно принять на 50 °С выше конечной температуры металла, то есть (рис. 2.1).