3.3 Статьи прихода теплоты.

1. Теплота от процесса горения топлива (химическая теплота):

где - искомый расход топлива, м³/c.

2. Физическая теплота, вносимая подогретым воздухом:

[см. Раздел 1].

3. Физическая теплота, вносимая подогретым газом:

[см. Раздел 1].

4. Теплота экзотермических реакций (в нагревательных печах учитывается теплота реакции от окисления железа, равная 5652 кДж/кг)

где: а₁=0,5·10^-2 кг/кг - угар металла; (задание)

3.4 Статьи расхода теплоты.

1. Теплота, затраченная на нагрев металла:

,

где

- выбирается по температуре

2. Теплота, уносимая уходящими газами:

,

где - средняя изобарная теплоемкость продуктов сгорания при,

3.5 Потери тепла теплопроводностью через кладку.

Потерями теплоты через под пренебрегаем. Рассчитываем потери через свод и стены печи. Площадь свода равна площади габаритного пода печи, т.е.

Толщина свода материал – шамот класса А.

Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна средней, по длине печи, температуре газов.

Температуру окружающей среды принимаем равной (задание).

Температура поверхности кладки свода (задание)

Тогда средняя по толщине температура шамотного свода равна:

Данным температурным условиям отвечает коэффициент теплопроводности шамотного материала определяемый по:

Тогда потери через свод составят:

где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности свода в окружающую среду, получаемый статическими методами.

- для вертикальной стенки:

- для пода печи:

Потери через свод:

Определяем потери теплоты через стены.

Кладка стен выполнена двухслойной (шамот толщиной ) и толщиной

Площадь стен следующая:

–Методической зоны

–Сварочной зоны

–Томильной зоны

–Торцевых стен

–Общая площадь стен:

При прямолинейном распределении температуры по толщине стены средняя температура шамота равна:

диатомитового кирпича:

,

где

- температура на границе слоев.

Тогда теплопроводность шамота и диатомитового кирпича:

Количество теплоты, теряемое теплопроводностью через стены:

Полные потери теплоты через кладку составят:

Потери теплоты с охлаждающей водой по практическим данным принимаются равными 10% от статьи прихода теплоты, т.е.

Неучтенные потери принимаем равными 15% прихода теплоты, т.е.

Уравнение теплового баланса печи примет вид:

Откуда можно получить искомое значение расхода топлива , м³/c

Результаты расчета статей теплового баланса методической печи заносим в таблицу 7.

Таблица 7

Статьи прихода	кДж/с	%	Статьи расхода	кДж/с	%
1.Теплота от реакции горения топлива	37575,89	81,35	1.Теплота, затраченная на нагрев металла	377,8	0,82
2.Теплота вносимая подогретым воздухом	7885,76	17,08	2.Теплота, теряемая с уходящими газами	18334,21	39,69
3.Теплота вносимая подогретым газом	709,56	1,54	3.Потери теплоты теплопроводностью через кладку	15937,74	34,5
4.Теплота экзотермических реакций	18,06	0,39	4.Потери теплоты с охлаждающей водой	4617,12	10
			5.Неучтенные потери теплоты	6925,69	15
Итого:	46189,27	100	Итого:	46192,56	100

Погрешность

Удельный расход теплоты на нагрев 1кг металла составит: