1.2.2.1. Теплопередача
Для проведения термотехнологического процесса в печах необходимо подвести тепло к материалам, находящимся в термореакторе или рабочей камере при эндотермических реакциях, или отвести тепло от материалов при экзотермических реакциях.
В теплопередаче исследуются законы, связанные с переходом тепла от одних тел к другим и распределением температур, которое происходит в результате теплообмена между телами. Теплообмен является одним из основных процессов в работе печей.Различают три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. В реальной печи передача тепла осуществляется практически всеми видами или в любой комбинации.
Теплопроводность — передача тепла от одних частей тела к другим, обусловленная разностью температур, без заметного перемещения частиц. С физической точки зрения — это передача кинетической энергии одних молекул другим.
Теплопроводностью передается тепло только материалу через муфели в сульфатсоляных, вращающихся и ретортных печах и отнимается тепло из реакторов печей синтеза хлорида натрия. Из-за теплопроводности футеровки печи теряется часть тепла из реактора при рабочей камеры.
Общее количество тепла Q (в Вт), проходящее через однослойную стенку при стационарном режиме, определяется по уравнению Ньютона:
где X — коэффициент теплопроводности, Вт/(м.°С); б — толщина стенки, м; t±, t2 — температура на внутренней и наружной стенке, °С; F — поверхность теплопередачи, м2; т — время теплопередачи. Для многослойной стенки эта формула имеет следующий вид:
Для цилиндрической многослойной стенки используют следующее-выражение:
где tx.и и tHap — температуры внутри и снаружи цилиндра, С°; L — длина цилиндра, м; Dl9 D2, D3, D± — диаметры окружностей, ограничивающих отдельный слой, м (начиная от центра).