11.3. Особенности расчета теплообмена

Расчет теплообмена излучением и конвекцией в рабочем пространстве печи производят по методике, изложенной соответственно в разд. 13.1 и 13.2.

Рис. 11.1 Номограмма для определения коэффициента M

Особенностью расчета теплообмена излучением для камерных печей с нагревом в продуктах сгорания является то, что кладка в этих печах не является адиабатной, а в процессе нагрева или охлаждения поглощает или отдает тепло. Кладка печи остывает во время загрузки и при посадке холодного металла, поэтому в первый период нагрева она является существенным потребителем тепла и ее температура сильно отличается от температуры адиабатной кладки, рассчитанной по формуле (13.22). С течением времени кладка прогревается и ее температура приближается к адиабатной.

В общем случае суммарный удельный тепловой поток, Вт/м², излучением от продуктов сгорания и кладки на металл в камерной печи можно определить по формуле

q_изл=C_sAt_г+2731004-t_м+2731004+C_sAt_к+2731004-t_м+2731004;     (11.1)

где C_s=5,77 Вт/(м²*K⁴) — коэффициент излучения абсолютно черного тела; t_г,t_к и t_м температуры соответственно продуктов сгорания, кладки и металла, °С; значения &teta;=[(t+273)/100]4 можно определять по табл. 1.1;

A=ε_гε_м+1-ε_г(1-ε_к)φ_к.m.;    (11.2)

B=ε_мε_к*(1-ε_г)M     (11.3)

M=1-ε_г1-ε_к1-φ_км-1-ε_г21-ε_м1-ε_кφ_к.m.     (11.4)

ε_г, ε_к и ε_м — степени черноты соответственно продуктов сгорания, кладки и металла; φ_к.м— угловой коэффициент излучения кладки на металл. Значение М можно определить по графику на рис. 11.1 в зависимости от значений ε_г, ε_к , ε_м и φ_к.м

Для расчета q_изл температурами продуктов сгорания, кладки и металла необходимо предварительно задаться.

Коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м²∙К):

α_изл=q(t_г-t_м)     (11.5)

Расчет нагрева и охлаждения металла проводят в зависимости от его массивности по формулам и графикам разд. 13.3.