1.1.2 Расчёт 2-го теплоизоляционного слоя.

Приступая к конструированию теплоизоляции ограждения, принимаем предварительное решение выполнить её двухслойной, предусмотрев в качестве материала второго слоя огнеупор-легковес , и третьего слоя – теплоизоляционный материал. По приложению 14[1] с учетом таблицы 3.10[1]. принимаем к установке во втором ряду шамотный легковес ШКЛ 1,0 (ГОСТ 5040-78) со следующими рабочими свойствами:

Тпр=1400 °C; λ=0,33+35*10^-5T Вт/м*К;

Принимаем температуру на внешней границе второго слоя Т₂:

Т'₂=1150-50=1100 °C;

Коэффициент теплопроводности:

Толщина 2-го слоя:

Из конструктивных соображений принимаем δ₂=0,345 м

Температура наружной поверхности 2-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Повторяем расчет, приняв Т'₂ =Т''₂

Окончательно получаем:

Принимаем: Т₂=940 ⁰С, δ₂=0,345 м, λ₂=0,74 Вт/м*К.

1.1.3 Расчёт 3-го теплоизоляционного слоя.

В качестве теплоизоляционного материала для третьего слоя по приложению 14 [1] принимаем шамотный ультралегковес ШЛ-0,4 (ГОСТ 5040-78):

Тпр= 1150 °C; λ= 0,058+17,4*10^-5T Вт/м*К;

Рассчитаем коэффициент теплопроводности 3-го слоя:

Толщина 3-го слоя:

Т.к. 0,13 не кратно 0,115 принимаем δ3=0,115 м

Температура наружной поверхности 3-го слоя:

Уточняем коэффициент теплопроводности 3-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 3-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Повторяем расчет:

Уточняем коэффициент теплопроводности 3-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 3-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Повторяем расчет:

Уточняем коэффициент теплопроводности 3-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 3-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Окончательно получаем:

Принимаем: Т₃=226 ⁰С, δ₃=0,115 м, λ₃=0,159 Вт/м*К.

1.1.4 Расчёт 4-го теплоизоляционного слоя.

Так как Т₃≠Тст₁(226≠90 ºС), принимаем решение использовать обмазку. Выбираю в качестве обмазки асбузурит мастичный со следующими рабочими свойствами:

λ₄ =0,156+17,5 10 ^-5T Вт/мК

Bт/м К

Окончательно принимаем δ₄=0,023 м, λ₄=0,168 Вт/м*К.

Для проверки правильности расчёта определяем плотность теплового потока, переносимого через сконструированную многослойную стенку, q и сраниваем её с принятым значением q:

Проверяем степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

Суммарная толщина верхней части стены:

ст_=__+_+_0,345+0,345+0,115+0,023=0,828 м

1.2 Стена под уровнем расплава.

1.2.1 Расчёт 1-го огнеупорного слоя.

Принимая во внимание, что температура внутренней поверхности рабочего слоя равна температуре расплава Тп.р.=1175 , высота стены Н=3,4м, а основность расплава О=1,2 , по данным таблицы 3.7 [1] и приложения 13 [1] форстеритовый огнеупор (ГОСТ 14832-79) с коэффициентом теплопроводности λ=3,05-1,86*10^-3T Bт/м К

По таблице 3.14 [1] выбираем толщину рабочего слоя: δ=0,345м.

В соответствии с условием температура наружной поверхности стенки под уровнем расплава не должна превышать 70 ºС. По таблице 3.13 [1] определяю плотность теплового потока от вертикальной стенки в окружающую среду: q_oc=641 Вт/м².

Задаёмся приближённым значением: Т’₁=0,8Т_вн=0,8*1175=940 ºС, тогда:

Уточняем температуру наружной поверхности 1-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Уточняем коэффициент теплопроводности 3-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 1-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Окончательно получаем:

Принимаем: Т₁=1026 ⁰С, δ₁=0,345 м, λ₁=1.45 Вт/мК.