Значения коэффициента τ для некоторых видов стекла (по данным измерений лиот, проведенных в лабораторных условиях) приведены ниже:

Количество стекол	Сталинит - 5 мм	Простое стекло - 2 мм
Одно стекло	0,37	0,49
Два стекла1	0,21	0,33
Три стекла1	0,17	0,28

¹ – С естественной вентиляцией воздушной прослойкой толщиной 20÷40 мм.

Для снижения теплового облучения при остеклении поверхностей постов управления целесообразно применять стекло "сталинит".

Согласно экспериментальным данным, значение коэффициента при замкнутой воздушной прослойке возрастает примерно в 2,3-2,5 раза. На рис. 12 приведена интенсивность теплового излучения Е листового и сортового проката в зависимости от его температуры и расстояния до облучаемого объекта.

Пример 14.

Исходные данные:

Необходимо выбрать ограждение поста управления листопрокатного стана. Расположение его по отношению к линии прокатки показано на рис.11.

Рис11 - Схема для теплотехнического расчета поста управления

1 - ось прокатки (источник излучения); 2 - стекло; 3 - рабочее место оператора;

Температура наружного воздуха 30⁰С, средняя температура в цехе 37 ⁰С. На стане прокатывается лист шириной 1800 мм. Размеры помещения 6х3 м, высота 2,5 м. Температура внутри помещения поста 20 ⁰С.

Решение:

Для определения величины теплового облучения поверхности первоначально проводят геометрический расчет векторов тепловых лучей. Расстояние от центра излучающей поверхности до плоскости боковых стен равно 8,5 м, до плоскости главного фасада 6,2 м.

Пользуясь номограммой (см. рис. 8), находим интенсивность облучения боковых стен - 600 ккал/(м²·ч) и главного фасада - 1200 ккал/(м²·ч) при температуре металла 1000⁰С.

Конструкцию стен принимаем из красного кирпича α = 0,75 ккал/(м²·ч·⁰С) с окраской наружных поверхностей белой краской А = 0,26.

Подвижность воздуха в цехе и внутри поста управления принимаем:

v = 0,5 м/с; при этом коэффициент теплоотдачи α = 13 ккал/(м²·ч·⁰С). Температура воздуха, окружающего пост управления, будет несколько выше средней (принимаем 42⁰С).

Температуру на поверхности фасада, где интенсивность облучения максимально, определяем по приведенной выше формуле:

t_н.п = 42 + 0,26 · 1200 / 13 · [(1 + 13 · 0,25/0,75) / (2 + 13 · 0,25/0,75)] = 60 ⁰С.

Количество тепла, воспринимаемое 1м² поверхности ограждения:

Q = 1200 · 0,26 + 1,7 · (42 - 20) = 348 ккал/(м²·ч),

где 1,7 – коэффициент теплопередачи кирпичной стеной в один кирпич.

Задаваясь температурой внутренней поверхности ограждения (25⁰С), составляют тепловой баланс и проверяют правильность предварительно принятой температуры внутренней поверхности:

Q_р. = 13 · (25 - 20) + 4,6 · [(273 + 25)/100]⁴ –

– [(273 + 20)/100]⁴ + 13 · (60 - 42) = 328 ккал/(м²·ч),

где 4,6 коэффициент лучеиспускания кирпича.

Рис.12. Величина теплового облучения на уровне 1,5 м от пола:

а – для листового проката: 1 – лист 1800х30 мм; 2 – лист 1550х5 мм; 3 – лист 1420х3 мм;

4 – полоса 220х13 мм; 5 – лист 1550х7 мм; 6 – лист 1400х7 мм;

б – сортового проката: 1 – квадрат 800 мм; 2 – квадрат 260 мм; 3- квадрат 120 мм;

4 - швеллер № 12; 5 – квадрат 78 мм.

Полученная величина лишь на 5% меньше принятой; таким расхождением можно пренебречь.

Выбранная конструкция стен поста управления соответствует санитарным требованиям в отношении температуры внутренней поверхности.

Количество лучистого и конвекционного тепла, поступающего через остекленные поверхности, состоящие из двух стекол с естественной вентиляцией воздушной прослойки:

Q_с = 1200 · 0,21 + 2,3 · (42 - 20) = 300 ккал/(м²·ч),

где 0,21 – коэффициент пропускания лучистого тепла через двойное стекло;

2,3 – коэффициент теплопередачи для окон с двойным остеклением.

Количество тепла, поступающего с воздухом через неплотности в дверях и при открывании их, принимаем ориентировочно равным пятикратному объему помещения:

Q_д = (6 · 3 · 2,5) · 5 · 0,31 · (42 - 20) = 1400 ккал/ч.

Суммарный приход тепла в помещение:

Q_сум = (348 + 1400 + 300) · 1,1 = 2250 ккал/ч.

Принимая начальную температуру воздуха, подаваемого из кондиционера на пост управления, равной 18 ⁰С, а температуру удаляемого воздуха 24 ⁰С, рассчитываем количество воздуха, участвующего в теплообмене:

L = 2250 / [(24 - 18) · 0,24)] = 1563 м³/ч.

Из указанного количества воздуха 10 % забирается снаружи, т.е. из цеха с температурой 42 ⁰С, и охлаждается до 18 ⁰С; при этом потребность в холоде составит

ΣQ = [2250 + 1563 · 0,24 · (42 - 18)] · 1,15 = 16000 ккал/ч.

где 1,15 – коэффициент запаса, учитывающий потери в сетях;

0,24 – удельная теплоемкость воздуха (ккал/м³·^оС).