Теплоемкость и плотность диссоциированного аммиака при различных температурах

t, ºC	0	200	400	600	800	1000
C, Дж/(кгºC)	2040	2390	2740	3070	3390	3700
, кг/м3	0,771	0,445	0,313	0,241	0,196	0,165

Мощность, расходуемая на нагрев конвейерной ленты, также относится к вспомогательным составляющим мощности, однако, ее расчет затруднен из-за сложности оценки температуры ленты в начале рабочего пространства. Поэтому эту составляющую мощности при расчетах условно относят к тепловым потерям и учитывают соответствующим значением коэффициента неучтенных потерь (см. п. 3.3).

3. Расчет тепловых потерь

Мощность тепловых потерь, Вт, для каждой зоны определяется как

P_п.т=K_н.п(P_ф+P_пр), (23)

где P_ф – потери через футеровку; P_пр – потери через загрузочный и разгрузочный проемы (учитываются только для первой и последней зон печи); K_н.п – коэффициент неучтенных потерь, принимаемый в зависимости от типа печи (табл. 2).

Футеровка среднетемпературной печи состоит минимум из двух слоев – огнеупорного и теплоизоляционного. При проектировании футеровки из огнеупорных (теплоизоляционных) изделий конечных размеров (кирпичей и плит) следует помнить, что геометрические размеры футеровки должны быть кратны размерам одного изделия. Размеры ряда стандартных футеровочных изделий приведены в Приложении и в [8].

Для упрощения расчета допускается рассчитывать потери тепла через футеровку не для каждой зоны отдельно, а для всей печи в целом. При этом температура печи принимается равной температуре последней зоны нагрева. Полученное значение мощности потерь через футеровку распределятся между зонами пропорционально их длине:

P_{ф. зоны}= P_{ф. печи}L_зоны/L_печи. (24)

Потери через футеровку (свод, под и боковые стены) определяются по формулам для расчета тепловых потерь в стационарном режиме через многослойную стенку [1], [2] с граничным условием 1-го рода на внутренней поверхности (задана температура печи) и граничным условием 3-го рода на наружной поверхности (заданы температура окружающей среды и коэффициент конвективной теплоотдачи).

Из-за того, что теплопроводность футеровочных материалов зависит от температуры, задача расчета тепловых потерь через футеровку является нелинейной и решается методом последовательных приближений. По окончании расчета (когда разница двух последовательных приближений температур станет меньше заданной точности) необходимо проверить температуры границ слоев футеровки (они не должны быть выше допустимых рабочих температур для используемых материалов), а также температуру наружной поверхности футеровки (из соображений безопасности эксплуатации она не должна превышать 60 ºC). Если температура на границе слоя превышает допустимую, следует либо заменить материал, либо увеличить толщину предыдущего (внутреннего) слоя, и повторить расчет.

Следует помнить, что при расчете естественно охлаждаемых футеровок в качестве исходных данных задаемся не температурой наружной поверхности футеровки, а температурой окружающего воздуха и коэффициентом конвективной теплоотдачи, а температура наружной поверхности рассчитывается.

Потери через проемы P_пр для первой и последней зон печи определяются как потери излучением по рекомендациям [1], [2]. При наличии дверей (толкательные печи и печи с шагающим подом с большой периодичностью проталкивания, рольганговые с периодическим перемещением загрузки) отдельно подсчитываются потери через открытую и закрытую дверь с учетом времени открытого состояния:

P_пр= P_откр_откр/_ц+P_закр(T_п_откр)/_ц, (25)

где _откр – продолжительность открытого состояния двери, с; _закр – продолжительность закрытого состояния двери, с; T_п =_откр+_закр  периодичность проталкивания загрузки, с, определяемая как

T_п =(A+)(_нг+_выд+_охл)3600/L, (26)

где A – геометрический размер поддона или изделия в направлении движения (длина), м;  - интервал между поддонами или изделиями, м (в толкательных печах равен нулю); _нг, _выд, _охл – заданное время нагрева, выдержки и охлаждения, час; L – суммарная длина рабочего пространства печи, м.

Потери через закрытую дверь P_закр рассчитываются как потери через стенку, потери через открытую дверь P_откр – как потери излучением.

Табл. 2

Значения коэффициента неучтенных потерь для печей различных типов

Тип печи	Значение Kн.п
Толкательная, туннельная	1,15…1,2
Конвейерная без поддерживающих роликов, барабанная, Карусельная	1,2…1,3
С шагающим подом, рольганговая, конвейерная с поддерживающими роликами	1,3…1,4

Рассчитанная мощность тепловых потерь зоны умножается на коэффициент неучтенных потерь K_н.п, учитывающий потери через выводы термопар и нагревателей, щели, металлические детали, проходящие через футеровку (ролики рольганга, лоток пульсирующего пода, поддерживающие ролики и опорные валы барабанов конвейера и др.). В зависимости от типа печи K_н.п принимается равным 1,15…1,4. Естественно, K_н.п имеет большее значение для печей с существенными тепловыми короткими замыканиями. Значения K_н.п для печей различных типов приведены в табл. 2.