Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Лисиенко В.Г. -> "Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология" -> 122

Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.

Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология — М.: Теплотехник, 2004. — 592 c.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка): vrashaushiesyapechi2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 218 >> Следующая

Теплообмен с плоской поверхностью массивного тела. В качестве исходного рассмотрим решение для плоской поверхности сплошного тела. В случае слоя шихты это — “натянутая” на него поверхность F0, включающая хорду. Для элемента поверхности футеровки это означает пренебрежение его шероховатостью и кривизной.
319
Решение включает температуру Т, в безразмерном виде р = Г„/(ЬГ) при начальном значении Pmjn = TJ(bT), Тм = T,min, где Ъ = у/ё/а — число, определяющее неравенство приведенных значений степени черноты и поглощательной способности печного пространства ей а. При упрощенной записи формулы (4.158) е = AJC,zv а = AJC,av где 8, и ах — обычные степень черноты и поглощательная способность объема среды. Формула (4.336) связывает мгновенные значения Т, и q„ меняющиеся во времени.
Решение определяется двумя числами-аргументами:
Во =---^—, Fo =---------г
8агэ3д0 рнСмЛ20 ’
где X, — коэффициент эффективной теплопроводности тела, Вт/(м-К); см — его удельная теплоемкость, Дж/(кгК); рн = рм(1 - ?) — объемная плотность кг/ м3, учитывающая порозность Д0 — характерный размер, в качестве которого целесообразно принять глубину прогревания массивного тела за период обращения печи т0. При лучистом нагреве с постоянным потоком
Д0 = 2,6586^3X0 ,
где а = Хэ/[рм(1 - E,)cJ — коэффициент эффективной температуропроводности, м /с. _
При 8 = a (b = 1) имеется точное решение лучистого нагрева тела от источника с постоянной температурой Т представленное на четырех номограммах при Pmin = 0; 0,25; 0,5; 0,75. Часть чисел, снятых с номограммы при Pmin = 0,75, приведена в табл. 4.55, где 0. = (Р - Pmin)/(1 - Pmin).
Использование номограмм может дать результат невысокой точности из-за интерполяции кривых по числам Воэ, Fo и особенно Pmin. Интересующая нас область Pmjn является, по сути, экстраполяционной. Существенные искажения могут внести пренебрежение конвективной составляющей теплового потока и приближение постоянного коэффициента теплопроводности. Такое состоя-
Таблица 4.55
Безразмерные температуры поверхности футеровки 0, = (Р - Pmln)/(1 - Pmll])
Fo Во
0,5 1 2 3 5 10
0,10 0,77 0,60 0,40 0,30 0,19 0,09
0,25 0,86 0,74 0,53 0,41 0,28 0,14
0,50 0,92 0,82 0,65 0,53 0,37 0,20
1,00 0,96 0,92 0,80 0,68 0,52 0,30
320
ние вопроса повышает интерес к простым методам, пригодным для инженерных расчетов.
Предложено приближенное решение, в котором использовано понятие переменной глубины прогреваемого слоя с параболическим изменением температуры по глубине. В отличие от точного, это решение зависит от одного аргумента z = l,5Fo/Bo3. В числа Воэ и Fo входит характерный размер Д но в аргументе z он исчезает. В этой же работе обосновано предельно простое графическое решение. Оба приближенных решения сохраняются при учете различий степени черноты и попгощательной способности печного пространства. При этом в безразмерные параметры введено новое число Ъ. Но аналитическое решение получилось довольно громоздким. Оно, впрочем, как и последующие более простые формулы, имеет неявный вид:
1, l + Jl-y 1 г-2 + у
: = — In + -у——
8 1-ТГ7 4V ' 2
У
-2РП
Ф~У Ф~У 3 1 + ф-у 3 г------------
-—z— + -------+—In------,----+—arctgi/1 - у
2у 8 у 32 1-4/1^7 16
+ -
2 У2
¦+с,
(4.339)
О’
Здесь С0 — константа интегрирования,
Q = 2Pmir
Р„
+ —1п-1 + (3п
2(l_Pmin) 8(1-P2u„) 32 l-pn
- +—arctgpn lo
p
2
min
-ihL+P
2
min
PL 3-p4min 4 (1-Pl)2
2(1 - Prnin) 8 1-p
2
min
где у = 1 - p4 =
Расчету no (4.339) при заданных Fo, Воэ, pmin, b проводится итеративно. Тем самым находятся температура поверхности футеровки Т, и плотность результирующего потока <7,. Температура внутри тела вычисляется по параболическому закону
Т*- = T,min + (<7„/2ХэД0)(Л0 - х)2,
где х < Д0 — Шубина, отсчитываемая от поверхности тела, м.
Расчет пригоден до Fo = 0,5, и этого достаточно для вращающихся печей. Имеется также упрощенный метод. На графике в линейных координатах строятся две кривые:
11. Лисиенко В.Г. и др.
321
1) приг« 1
y = l-[pmin+(l-p4min)VTf;
2) при z » 1
(4.340)
y = - 4= -lmi^_______= = , (4.341)
у 8z +1 - (pmin / 2) - 4p^in
На рис. 4.127 построены кривые по формулам (4.339), (4.340), (4.341). Кривая по (4.340) близка к прямой. Кривая единого решения по (4.339) проходит ниже приближенной кривой по (4.341), не касаясь ее при всех г. Для интерполяции следует использовать лекало. Смещение и кривизна интерполяционной кривой устанавливаются по аналогии с приведенными сплошными линиями. Данный метод имеет значительную погрешность и, кроме того, используется только вручную. Ниже предложено предельно простое аналитическое решение, в котором понятие толщины прогреваемого слоя используется непосредственно, без исключения в процессе решения. Как и прежде, в слое допускается параболическое изменение температуры. Аргумент получается в виде D = Jz/1,5 = VFo/Bo3 s . т\ . Видно, что увеличение температуры печной
среды в 2 раза эквивалентно росту времени экспозиции в 64 раза.
В формуле толщины прогреваемого слоя
(4.342)
при граничных условиях первого рода с, = 6/лрк =3,385. При граничных условиях второго рода с2 = l,5/ierfc(0) = 2,6586. В реальных условиях нагрева
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed