Участок сварочной зоны с двухсторонним обогревом (участок II')

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Средний тепловой поток на участке:

, Вт/м². (46)

Теплосодержание металла в конце участка i₂, соответствующее температуре t_м2 определяется по рис. 5.

Приращение теплосодержания на участке:

∆ i_II' = i₂ - ∆ i₁, Дж/кг. (47)

Время нагрева на участке:

, час. (48)

Общее время нагрева:

τ = τ ₁ + τ _{2 +}τ ₃, час. (49)

Удельная продолжительность нагрева:

z = 60·τ /(2·S·100), мин/см. (50)

Расчет основных размеров

Расчет основных размеров методической печи и уточнение ранее принятых размеров проводится после определения времени нагрева заготовок в печи.

Емкость печи:

E = G·τ, кг. (51)

Длина активного пода:

L_акт = Е/(2·S·l·ρ ·n), м. (52)

Длина методической зоны:

L_мет = L_акт - τ ₁/τ , м. (53)

Длина сварочной зоны с монолитным подом:

L_св" = 4 - 6 м. (54)

Длина сварочной зоны с двухсторонним обогревом:

L_св = L_акт - (L_мет + L_св" ), м. (55)

Площадь активного пода:

F_акт = L_акт·n·l, м². (56)

Площадь полезного пода:

F_пол = L_акт·D, м². (57)

Напряженность активного пода:

Н_акт = G/F_акт, кг/(м²·час). (58)

Напряженность полезного пода:

Н_пол= G/F_пол, кг/(м²·час). (59)

После определения основных размеров выбирается и вычерчивается в масштабе профиль рабочего пространства печи. Если печь имеет значительную длину, то сварочная зона может быть разбита на несколько подзон.

Расстояние между опорными трубами составляет обычно 1000 - 1500 мм.

Смотровые и рабочие окна располагаются симметрично с обеих сторон печи. Смотровые окна располагаются в методической зоне и на участке сварочной зоны с двухсторонним обогревом. Рабочие окна располагаются на участке сварочной зоны с монолитным подом. Размер окон кирпича, т. е. мм. Расстояние между осями окон принимаются для рабочих окон 1000 - 1500 мм, для смотровых окон 1500 - 2500 мм.

Размеры торцевых окон посада и выдачи:

S_пос= D·h_ок, м²,

где h_ок- высота окна, зависящая от размера заготовок.

Табл. 4. Рекомендуемая минимальная толщина слоя огнеупора из условий

Обеспечения строительной прочности, мм.

Высота стены	1 м	1-2 м	2-3 м	3-4 м
Температура до 1200 °C	0, 116	0, 232	0, 232-0, 348	0, 348
Температура более 1200 °С	0, 232	0, 232-0, 348	0, 348	0, 464

Тепловой баланс печи

Приход тепла

1. Тепло горения топлива:

, , (60)

где В – расход топлива, кг/с (м³/с).

2. Тепло, внесенное подогретым воздухом и топливом (газом):

, кВт. (61)

3. Тепло, выделившееся при окислении железа:

, кВт. (62)

Расход тепла

1. Полезное тепло на нагрев металла:

, кВт. (63)

2. Потери тепла с уходящими газами:

, кВт. (64)

3. Потери тепла теплопроводностью:

, кВт, (65)

где - средняя температура внутренней поверхности кладки, °С;

- температура окружающего воздуха, °С;

и - соответственно толщина огнеупорной кладки и изоляции, м;

и - соответственно коэффициенты теплопроводности огнеупорной кладки и изоляции при средней температуре слоя, (приложение 10);

- коэффициент конвективной теплоотдачи от стенки к окружающему воздуху ( );

F_кл – площадь поверхности кладки, м².

Потери тепла теплопроводностью определяются как сумма потерь свода и стен сварочной и методической зон:

, кВт, (66)

где и - соответственно потери тепла теплопроводностью через стены и свод в методической зоне кВт;

и - соответственно потери тепла теплопроводностью через стены и свод в сварочной зоне, кВт;

1, 2 – коэффициент, учитывающий повышение потерь тепла через швы кладки.

Средняя температура внутренней поверхности кладки определяется следующим образом.

Сварочная зона

Средняя температура поверхности металла в сварочной зоне:

, °С. (67)

Находим параметр Ф:

. (68)

Безразмерные температуры:

; . (69)

Средняя температура внутренней поверхности кладки , °С.

Методическая зона

Средняя температура поверхности металла в методической зоне:

, °С. (70)

Средняя температура газов в методической зоне:

, °С. (71)

Находим параметр Ф:

(72)

Безразмерные температуры:

(73)

Средняя температура внутренней поверхности кладки , °С.

Тепловые потери, например, через свод в сварочной зоне рассчитываются следующим образом.

Температура на границе слоев огнеупора и изоляции:

, °С. (74)

Средняя температура слоя огнеупора (динаса):

, °С. (75)

Средняя температура слоя изоляции:

, °С. (76)

Коэффициент теплопроводности динаса:

, .

Коэффициент теплопроводности изоляции (шамотный легковес):

, .

Потери тепла теплопроводностью:

, . (77)

Температура на границе слоев огнеупора и изоляции:

, °С (78)

не должна превышать максимально допустимого значения для материала изоляции.

Правильность принятых средних температур слоев проверяется по формулам:

, °С (79)

, °С (80)

Для практических расчетов можно считать допустимым расхождение между принятым значением средних температур и подсчитанным по формулам в пределах 20 %.

При больших расхождениях следует провести перерасчет, приняв в качестве исходных значений температур, подсчитанных по формулам.

4. Потери тепла через окна печи.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒