1.1.2 Расчёт 2-го теплоизоляционного слоя.

По приложению 14 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:

Т.к. 0,195 не кратно 0,115 (стандартный размер о/у кирпича 230х115х65 мм) принимаем δ₂=0,23 м

Температура наружной поверхности 2-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Окончательно получаем:

Принимаем: Т₂=1077,56 ⁰С, δ₂=0,23 м, λ₂=0,76 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. 0,16 не кратно 0,115 принимаем δ₂=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=491,42 ⁰С, δ₃=0,115 м, λ₃=0,1942 Вт/м*К.

1.1.4 Расчёт 4-го теплоизоляционного слоя.

Так как Т₃≠Тст₁(491,42≠90 ºС), принимаем решение использовать обмазку. По приложению 15 [1] выбираю в качестве обмазки перлитоцементные изделия марки 250 (ГОСТ 21521-80) со следующими рабочими свойствами:

Тпр=600 ºС, λ₄ =0,087 Вт/мК

Принимаем: δ₄=0,0355 м

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_=__+_+_0,23+0,23+0,115+0,0355=0,61 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.=1093 , высота стены Н=2,58м, а основность расплава О=1,7 , по данным таблицы 3.7 и приложения 13 [1] устанавливаем, что в данных шлаках при заданной температуре хорошо будет стоять хромитопериклазовый огнеупор (ГОСТ 5381-93) со следующими параметрами:

Т_пр=1700 , λ=2,04-38,4*10^-5T

По таблице 3.14 [1] выбираем толщину рабочего слоя: δ=0,23м.

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*1093=874,4 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=1003,63 ⁰С, δ₃=0,23 м, λ₃=0,164 Вт/мК.