15.2.5. Потери тепла через охлаждаемые элементы печи, кВт

Q_ОХЛ= ∑_iq_охлi F_охлi (15.20)

где q_охлi — удельный тепловой поток через стенку i-того охлаждаемого элемента, кВт/м²; F_охлi — площадь охлаждаемой поверхности i-того элемента, м².
Удельный тепловой поток через стенку охлаждаемого элемента подсчитывают по ме­тодике расчета теплопередачи   через стенку, изложенной в разд. 15.2.4. При водяном и испарительном охлаждении можно принимать, что теплоотдача к охлаждающей среде очень велика (α → ∞) и температура охлаждаемой по­верхности равна температуре охлаждающей среды. Тогда формула (15.15) принимает вид
q_охл= (t_наг - t_охл )/((1/α_нагр)+∑_i(δ_i⁄λ_i )) · 10^-3
где t_наг -  температура средства нагрева, °С; t_охл — температура охлаждающей среды, °С, при водяном охлаждении — 30 °С, при испари­тельном — 100 °С; α_нагр - общий коэффициент теплоотдачи излучением и конвекцией от средства нагрева к охлаждаемому элементу, Вт/(м² · К), определяется по методикам, изложенным в гл. 13; δ_i и λ_i — толщина, м, и ко­эффициент теплопроводности, Вт/(м · К), i-того слоя стенки охлаждаемого элемента.

ТАБЛИЦА 15.2. РАСХОД ВОДЫ НА ОХЛАЖДЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ВОДООХЛАЖДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧАХ

ТАБЛИЦА 15.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН А, В и С ПРИ РАСЧЕТЕ ПОТЕРЬ ТЕПЛА ЧЕРЕЗ РОЛИКИ

Варианты конструкции роликов:
I- с насыпной изоляцией; II— с воздушной прослойкой между водоохлаждаемым валом и бочкой; III и IV—с одним и двумя цилиндрическими экранами; V—с насыпной изоляцией и воздушной про­слойкой; VI—с водоохлаждаемой бочкой.

При расчете потерь тепла на охлаждение подовых труб (шагающих балок) в нагрева­тельных печах можно использовать данные об удельных тепловых потоках на поверхность труб (балок), приведенные в табл. 15.1.

При расчете потерь тепла на некоторые водоохлаждаемые элементы нагревательных пе­чей можно пользоваться приведенными в табл. 15.2 данными о расходах воды на охлаж­дение этих элементов. При таком расходе нагрев воды в охлаждаемом элементе не превышает 20 °C. Потери тепла, кВт, на каждый вооохлаждаемый элемент определяются по формуле

Q_ОХЛ= l,16V_B ∆t_B, (15.22)

где V_B — расход воды на охлаждаемый эле­мент, м³/ч; ∆t_B — подогрев воды в охлаждаемом элементе, град.

При расчете потерь тепла через ролики с водоохлаждаемой цапфой к потерям тепла с охлаждающей водой необходимо добавлять потери тепла теплопроводностью через цапфу, которые составляют примерно 1,1 кВт на одну цапфу.
Удельные тепловые потери, кВт/м2, через бочку ролика с водоохлаждаемым валом и водоохлаждаемой бочкой рассчитывают из системы уравнений

q_охл=εC_S[((t_г + 273)/100)⁴ − ((t_р + 273)/100)⁴ ] × 10^-3)=(0,87(t_p − t_в) ∙ 10^-3))/(D(A+B+C)) .(15.23)

Значения величин A, B и С, входящие в уравнения, принимают по табл. 15.3 в зависи­мости от конструкции ролика. В уравнениях (15.23) и табл. 15.3 приняты следующие обозначения:q_охл — потери тепла с водой, охлаж­дающей ролик, кВт/м²; ε — степень черноты поверхности ролика; C_S — коэффициент излучения абсолютно черного тела, C_S = 5,77 Вт/м² · К4; t_г — температура средства на­грева; t_р— температура поверхности бочки эолика; t_в — температура воды при выходе из голика; D — наружный диаметр бочки ролика. м; d— диаметр, м; t— температуры; α_в — коэффициент теплоотдачи конвекцией к воде, Вт/(м² · К); α — коэффициенты теплоотдачи жзлучением, Вт/(м² · К); λ — теплопроводность металлических и теплоизоляционных слоев, Вт/(м · К). Систему уравнений (15.23) решают подбором, задаваясь значениями температуры поверхности бочки ролика tp.