Теория Печей

Увеличение температуры металла будет увеличивать направленность радиационного теплообмена. При этом кладка печи будет работать в лёгких условиях по сравнению с равномерно распределённом режиме. Так как максимум температур смещён на поверхность металла..

Роль кладки в этом режиме.

Для интенсификации процесса нагрева и повышения производительности работы печи. Требуется:

1. максимальная температура печи. Наивысшая степень черноты пламени.

2. Требования к топливу таковы что температура горения должна быть максимальной. Для этого применяют факельное сжигание в горелках с настильным потоком даже при плохом смешении с воздухом. Применяют высокотемпературный подогрев топлива.

Особенности механики газов в этом режиме

Для данного режима характерен: настильный факел на поверхности металла, циркуляционные зоны под сводом печи (циркуляционные зоны облегчают работу кладки охлаждая её).

Область применения и особенности расчёта печей.

Этот режим применяется:

1. Стекловаренные печи -

2. Мартеновские -

3. Двехванные – работает по принципу конвертера

4. Дуговые плавильные -

5. индукционные –

6. нагревательные печи с тонкими изделиями -

Косвенно направленный радиационный режим теплообмена

В отличии от предыдущего режима у косвенно направленного режима тепловой поток от пламени на кладку больше чем поток на металл. Мы имеем более высокие температуры в рабочем пространстве у поверхности кладки. Для достижения высоких показателей теплообмена в таких печах надо:

1. иметь степень черноты пламени минимальную (ε=0,2).

2. Оптимально режим когда степень черноты пламени не более 0,5 (0,2-0,5). При этом тепловой поток на металл максимальный.

Существует частный случай косвенно направленного режима, максимальная температура лежит непосредственно на кладке. Этот режим реализуется при организации поверхностного сжигания топлива. В нём можно получить температуру кладки приблизительно равной температуре горения топлива. При использовании этого эффекта кладка является излучателем тепла, поэтому топливо должно быть таким чтобы егго продукты горения были прозрачны.

Используют

1. Электропечах: Отражательные печи у которых. У них отражательная способностьr=0,9-0,95. . Всё тепло падающее на кладку отражается на металл, при этом кладка может быть холодной (РНУ радиационно нагревательная установка).

2. Печи с тепловыми экранами в рабочем пространстве. Этот режим используется в солнечных печах tpt_MP-12

Так как кладка работает в тяжёлых условиях, кладка требует особого состава из высокоогнеупорных материалов, включающих не менее Al₂O₃ 62%. Высокоглинозёмистые Материалы (ВГО), корунд (95%).

Требования к топливу:

1. ε=0,5. Природный газ, мазут. Не требует качественной воздушной смеси и

2. Среднетемпературный подогрев воздуха

При поверхностном сжигании топлива

1. топливо прозрачно Хорошо смешено с воздухом

2. Равномерная подпча смеси на поверхность

Применяют шире чем 2а предыдущих. Но не применяют:

1. Нагрев массивных изделий

2. При условии затруднённого равномерного облучения кладкой изделия.

Печи:

1. Обжиговая печь для огнеупоров.

2. Если темпер кладки приближается к предельной температуре эксплуатации кладки

Конвективный режим работы печей

Режим при котором теплоотдача конвекцией имеет преобладающее значение. И поэтому теплоотдача радиацией как от пламени так и от стен можно пренебречь.

q_m

αΣ=4*10^-8

tм=300

αΣ=4*10^-8

tм=0

αк=30

αΣ=1*10^-8

tм=300

αΣ=1*10^-8

tм=0

Δt

αк=6

Интенсивность теплопередачи конвекцией и радиацией в зависимости от разницы температур.

tп-tм=Δt.

tп – температура поверхности.

tм – металла

q_m – удельное количество переданного тепла.

Зелёные линии характеризуют теплоотдачу конвекцией при естественном и принудительном движении газовой среды

Кривые характеризуют теплоотдачу для 2х значений суммарного коэффициента излучения.

Сравнение интенсивности теплоотдачи конвекцией относится к излучению кладки. Так как в условии работы печей с конвективным режимом, излучение газов по сравнению с кладкой намного меньше. В печах с конвективным режимом поверхность нагрева защищена от излучения кладки. Поэтому конвективный режим имеет место при температурах более высоких чем это показано на кривых.