2.7.10.9. Баланс тепловых потоков

Уравнения баланса тепловых потоков имеют следующий вид:

где Qr — общее количество тепла, отдаваемое потоком газов, кВт; Qr ф— количество тепла, отдаваемое потоком газов лучеиспусканием открытой поверхности футеровки, кВт; ^ — то же конвекцией, кВт; Q% м— количество тепла, отдаваемое потоком газов лучеиспусканием открытой поверхности материала, кВт;

м~" т0 же конвекцией» кВт; Qy — количество тепла, отдаваемое потоком газов и твердыми частицами, выделяющимися из материала, кВт; м — количество тепла, отдаваемое лучеиспусканием открытой поверхностью футеровки открытой поверхности материала, кВт; (?Jj, м — количество тепла, отдаваемое закрытой материалом поверхности футеровки закрытой поверхности материала, кВт;

где Тг — средняя по длине печи абсолютная температура газа, К; Тф — средняя по длине печи температура, К; £д< ф— длина дуги футеровки, м; LA м — длина дуги материала, м; L3 — длина зоны лучистого нагревания печи, м; Lx м — длина хорды материала, м; Тм — средняя по длине печи температура материала, К.

Учитывая, что температура поверхности материала всегда будет выше его средней, фактическое количество тепла, передаваемого материалу, будет меньше рассчитанного по описанным выше формулам.

В этом случае необходимо вводить в правую часть уравнений поправочный коэффициент К (меньше единицы), характеризующий степень равномерности температуры материала.

Количество тепла, передаваемое потоком газов непосредственно открытой поверхности материала, определяется по формулам, аналогичным указанным выше, в которые вместо температуры и коэффициента излучения поверхности футеровки представляются аналогичные их значения для материала. Суммируя количество тепла, передаваемое материалу потоком газов непосредственно и через футеровку по всей длине печи, получим общее количество, которое должно соответствовать заданному тепловым балансом.

Приведенная методика теплового расчета печи содержит ряд условностей и упрощений. Например, температуры материала, потока газов и футеровки принимаются постоянными на всем протяжении печи и равными полусумме начальных и конечных температур; потери тепла в окружающую среду определяются на основании средних опытных данных в процентном отношении к общему его расходу, при определении количества тепла, передаваемого материалу футеровкой, не учитывается влияние на интенсивность теплопередачи вращения печи ч периодичность изменения температуры футеровки. Однако,  как показали сравнительные подсчеты и сопоставления их с фактическими данными, полученные результаты не дают резких отклонений, выходящих за пределы обычно допускаемых при практическом их применении.

Диаметр муфеля рассчитывают по производительности печи и коэффициенту его заполнения материалом, пользуясь следующей формулой:

где G — производительность муфеля, кг/ч; у — насыпная масса материала, кг/м3; и — угол естественного откоса материала, градусы; i — наклон печи, % к длине; п — число оборотов печи, об/мин; ср — коэффициент заполнения муфеля:

Задаваясь произведением числа оборотов лечи на ее наклон, при известной производительности и принятом коэффициенте заполнения, по указанной выше формуле определяют диаметр муфеля.

Для определения суммарной площади поперечного сечения каналов, по которым движется поток газов, необходимо задаться скоростью движения в них газов (обычно она равна 6—8 м/с). Зная общее сечение этих каналов, толщину их стенок и стенок муфеля, легко найти наружный диаметр печи.

Остальные размеры определяются методом, аналогичным для пламенных печей.