2.7.10.10. Тепловой расчет

В муфельных печах обрабатываемый материал получает тепло через стенки муфеля, которые обогреваются потоком газов, движущихся по периферийным каналам печи. Методика теплового расчета этой печи остается аналогичной изложенной выше, но несколько изменяются общие уравнения тепловых потоков.

2.  Количество тепла, получаемое стенкой муфеля (являющейся рабочей камерой печи) от греющего газа:

3. Количество тепла, передаваемое материалу через стенку:

Раскрывая эти четыре уравнения балансов тепловых потоков, получим дополнительно еще четыре уравнения:

В этих уравнениях «в> обозначает внутреннюю поверхность муфеля, а «п» — наружную. В результате можно составить восемь уравнений с восемью неизвестными. Эти уравнения решаются обычными методами.

Вследствие разницы температур наружной поверхности материала и его внутреннего .слоя в уравнения должен вводиться поправочный коэффициент к (меньший единицы): обычно к = 0,85—0,95 (в зависимости от размеров слоя и крупности частиц материала).

Определение мощности привода. Мощность, потребляемая вращающимися печами, расходуется на подъем материала, поступающего в печь до угла естественного откоса, на перемещение материала, на преодоление трения в цапфах и на преодоление трения качения бандажей по роликам. Для определения мощности привода необходимо:

 1.         Определить площадь поперечного сечения печи, занятого материалом:

где £ф. в — внутренний диаметр футеровки, м; ф — коэффициент заполнения барабана.

2.         Масса материала, находящегося внутри печи:

где L — длина печи, м; у — объемная масса материала, кг/м8.

3.         Момент от трения качения бандажей по роликам и от трения в подшипниках качения:

рде G — масса корпуса печи с футеровкой и с закрепленными на нем деталями, кг; g — свободное падение (9,81 м/с2); D — наружный диаметр бандажа, м; Dx — диаметр опорного ролика, м; к — коэффициент трения качения бандажа по роликам, равный 0,0005 м; \х — коэффициент трения в подшипниках качения, равный 0,015, d — диаметр цапфы оси опорного ролика, м; а — 30° — угол между вертикальной осью сечения печи и осью опорного ролика. *

4. Момент от действия силы тяжести материала, находящегося в печи:

где т — отношение заданной объемной массы материала к плоскости (1000 кг/м3); М — момент от действия силы тяжести материала, приходящийся на 1 м длины печи при объемной массе материала и плотности 1000 кг/м3 (рис. 82); с — отношение заданной длины печи (в м) к 1 м.

5. Суммарный момент

6. Расчетная мощность привода:

 где п — максимальная частота вращения печи, об/мин; А — коэффициент, учитывающий перекосы при монтаже, неточность сборки и другие неисправности и равный 1,15; т] — к. п. д. привода (при открытом приводе г) = 0,85, при смешанном ц — 0,9, при закрытом т] = 0,95). 

7. Установочная мощность привода:

где В — коэффициент снижения мощности электродвигателя; его рассчитывают по уравнению В = ЪХЪ2, в котором Ъг — коэффициент, учитывающий конструктивное использование электродвигателя; он выбирается в зависимости от частоты вращения двигателя:

b₂ - коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды

Головной организацией, занимающейся проектированием печей с вращающимся барабаном, является ЛенНИИхиммаш.