2020-09-24
154
Для обеспечения производительности 69,44 кг/св печи должно одновременно находится следующее количество металла.
Масса одной заготовки равна
, кг
Количество заготовок, одновременно находящихся в печи.
При однорядном расположении заготовок общая длина печи.
При ширине печи 
площадь пода 
. Высота отдельных зон печи оставляем теми же, что были приняты при ориентировочном расчете. Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева металла в каждой зоне.
Длина методической зоны
Длина 1-ой сварочной зоны
Длина 2-ой сварочной зоны
Длина томильной зоны
В рассматриваемом случае принята безударная выдача слябов из печи. В противном случае длину томильной зоны следует увеличить на длину склиза 
.
Тепловой баланс печи
Приход тепла
1. Тепло от горения топлива определяем по формуле:
Здесь B – расход топлива, м3/ с при нормальных условиях
2. Тепло вносимое подогретым воздухом определяем по формуле:
3. Тепло экзотермических реакций (принимая, что угар металла составляет 1%) определяем по формуле:
, кВт
5650 – количество тепла, получаемое от окисления железа, кДж/кг.
Расход тепла.
1. Тепло, затраченное на нагрев металла определяем по формуле:
, кВт
2. Тепло уносимое уходящими дымовыми газами определяем по формуле:
, кВт
Энтальпию продуктов сгорания при температуре 
находим с использованием приложения 2 [2]
3. Потери тепла теплопроводностью через кладку.
Потерями тепла через под в данном примере пренебрегаем. Рассчитываем только потери тепла через свод и стены печи.
Потери тепла через свод.
Площадь свода принимаем равной площади пода 357,67 м2; толщина свода 0,3 м, материал шамот. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна средней по длине печи температуре газов, которая равна.
Если считать температуру окружающей среды равной 
, то температуру поверхности однослойного свода можно принять равной 
.
При средней по толщине температуре свода 
коэффициент теплопроводности шамота согласно приложению XI равен 
.
Тогда потери тепла через свод будут равны.
Где, 
– суммарный коэффициент конвективной теплоотдачи.
, 
Потери тепла через стены
Стены печи состоят из слоя шамота толщиной 
и
3-хслойной теплоизоляции из диатомита, толщиной 
.
Наружная поверхность стен равна:
Методическая зона
, 
1-я сварочная зона
,
2-я сварочная зона
,
Томильная зона
,
Торцы печи
,
Полная площадь стен равна
,
Для вычисления коэффициентов теплопроводности, зависящих от температуры, необходимо найти среднее значение температуры слоев. Средняя температура слоя шамота равна
Принимаем температуру наружной поверхности стен 
, тогда средняя температура слоя диатомита равна
Коэффициент теплопроводности шамота и диатомита определяем согласно приложению 11 с. 366 [2]
Суммарный коэффициент конвективной теплоотдачи
Количество тепла, теряемое теплопроводностью через кладку.
Общее количество тепла, теряемое теплопроводностью через кладку, определяем по формуле:
4. Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаем равным 11% от тепла, вносимого топливом и воздухом, определяем по формуле:
, 
5. Неучтенные потери определяем по формуле
,
Уравнение теплового баланса
Результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица 3. Тепловой баланс печи.
| Статья прихода | кВт | % | Статья расхода | кВт | % | |
| Тепло от горения топлива Тепло вносимое подогретым воздухом Тепло экзотермических реакций | 126754,62 18834,34 3923,36 | 84,8 12,6 2,6 | Тепло затраченное на нагрев металла Тепло уносимое уходящими дымовыми газами Общее количество тепла теряемое теплопроводностью через кладку Потери тепла с охлаждающей водой Неучтенные потери |
56335,28
54350,17
834,61
16014,79 21963,52 |
37,68
36,36
0,56
10,71 14,7 | |
| Итого: | 149512,32 | 100 | ||||
| Итого: | 149498,37 | 100 |
Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла
, 
