Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Если выразить температуры в долях от абсолютной температуры сгорания и ввести безразмерные температуры 0г=7'г/7’т; вт=1; Эм= = 7’м/7’т; во.г=7'0.г/7’т, то мы будем иметь, пренебрегая значением безразмерной величины начальной температуры материала 0o.m=7vm/7't*®O>
„=<•:- в*>р= /(• -»‘х,=с V' -»;¦ (Ж)
Когда меняется только температура газов, усреднение производят по формуле
(й)*—(&№)’•*¦ ¦ <>«>
где п — коэффициент, учитывающий объемное тепловыделение факела, п «0,774.
Д. сп =0,7740" -04.
* ср о.г м
Тогда обобщенная расчетная формула (5-7) приобретает вид:
^.к.м=С°®,Я*5(тш) Дср- (5‘16^
В вышеприведенных формулах учитывается лишь теплоотдача излучением, играющая главнейшую роль в высокотемпературных печах. Для определения величины конвективной теплоотдачи служит формула
Qt„ =**/'’ м (tT tu), (5-17)
где ак — коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к внешней поверхности изделий.
Таким образом, полное количество тепла, переданного материалу:
Qr.*.M==^oeB^pKoHB^a ^ юс’) ^ср* (5-18)
101.
Здесь множитель, заключенный в скобках и обозначенный через Рконв, определяется соотношением лучистого и конвективного теплообмена.
Для анализа уравнений (5-8) и 1(5-12) предположим, что печь не имеет обмурован, т. е. FK= 0 и <xt=FK/Hn~0 и что степень черноты нагреваемого материала в*=1. Тогда Св = Сг=Соег, т. е. при одной и той же температуре светящийся факел излучаег
больше тепла в единицу времени, чем факел прозрачный.
Далее предположим наоборот, что bi=FKIHл — оо, тогда уравнение (5-8) будет иметь внд: Св=Соем При этом С в достигает своего максимального значения. Отсюда следует, что в данном случае влияние факела •на теплопередачу отсутствует (такое положение имеет место, например, в том случае, когда в большой печн нагреваются мелкие изделия).
Все действительные случая находятся между этими двумя предельными случаями. Приведенная степень черноты газов для ннх определяется по графику, представленному на рнс. 5-6. Из этого графика видно, что влияние кладки тем больше, чем прозрачнее газы.
Часто прн расчетах теплообмена в печах пользуются понятием температуры печн Тп. Она определяет собой температуру одного излучающего источника, заменяющего все фактически имеющиеся в печи излучающие источники.
Температура печи Гп меньше температуры газов Тт и выше температуры стен Ткл и связана с ними следующим соотношением:
(т)* е‘> (~шг)4’ (5-19)
Понятие о температуре печн упрощает приближенные расчеты, так как ее величину проще оценить, чем температуру газов и кладки. Использовав это понятие, можно написать следующее соотношение:
Ч(*)‘-(ЗД-с-[(*)‘-(*)‘} <м">
или
С,Дп = СвЛг, (5-21)
где Сп — прнведеный коэффициент лучеиспускания, имеющий значение обычно от 3 до
4. Более точно Сп находится из соотношения, вытекающего из формулы '(5-21):
Сп = Св-~. (5-22)
иП
Следует заметить, что температуру печн часто путают с температурой газов, чего нельзя делать, так как это приводит к большим ошибкам.
Температура печи определяется на основании расчета теплообмена, изложенного ниже. При ориентировочных расчетах температура печи определяется по формуле <н = Ц^к. где tк — калориметрическая температура горения топлива; ц — так называемый пирометрический коэффициент.
Пример 5-1. Определить производительность медеплавильной отражательной печи, изображенной на рнс. 1-12, прн работе на холодном дутье и при подогреве дутья до 800 °С в автономном воздухоподогревателе. Характеристика печн приведена в [Л. 19]. Топливо — высокосернистый мазут сжигаемый посредством воздушных форсунок
с коэффициентом избытка воздуха а=1,1 (учитывается присос воздуха в печн). Раз-
меры рабочего пространства: общая длина ванны L'=32 м; длина плавильной зоны 1=26 м; пролет свода В—7,5 м\ высота газового слоя Л=1,5 м\ площадь плавильной ваины Fostfл=7,5 • 26= 195 м2. Состав высокосерннстого мазута по рабочей массе:
Рнс. 5-6. Множитель еп для расчета приведенной степени черноты печного пространства в зависимости от степени черноты печных газсв ег для разных степеней развития кладки (по Д. В. Будрину).
102
О ='83,4%; №='10,0%; Sp„=2,9%; С>р+№=0,4%; И7р=3,0%; Лр=0,3%. Низшая теплота сгорания QpH=38,4 Мдж[кг.
Качество теоретически необходимого сухого воздуха
= 0,0889 (О + 0,375 S* )+ 0,265 Нр — 0,0333 Ор = 0,0889 (83,4 + 0,375• 2,9) +
+ 0,265.10,0 — 0,0333-0,2= 10,15 м*/кг.
Теоретическое количество азота
п NP 0,2
о^ = 0,79о» + 0,8-jog- = 0,79-10,15 + 0,8щ=8,02 м*/кг.
Количество сухих трехатомных газов vROi = 0,01866 (Ср + 0.375SP ) = 0,01866 (83,4 + 0,375-2,9) = 1,58 м*/кг. Теоретическое количество водяных паров
°Н,0 = °,111Hp + 0,0124Wp + 0,016Ь" = 0,111-10,0+
+ 0,0124-3,0 + 0,0161-10,15= 1,32 м*/кг.
Количество водяных паров
°н&= °нао + 0’0161 (« — 1) у® = 1,32 + 0,0161 -0,1 • 10,15 = 1,336 м*/кг. Количество дымовых газов
= uROa + UN, + ^,0+ (а — !)»•== 1,58 + 8,02+ 1,32 + 0,1 -10,15 = 11,94 м*/кг. Парциальные давлении газов в долях от атмосферного
°*Ь 1 *’58 шэд
PRO, — PrRO, — P Vt 1 ‘ 11,94 — 0,132,
* 7 k-
ун,о 1,336 Рн,о — Ргн2о = Р — ь 11,94 = 0,112‘
