15.2.9. Аккумуляция тепла кладкой, кВт

Для печей периодического действия учитыва­ют потери тепла на аккумуляцию тепла клад­кой печи. Количество тепла, аккумулированно­го кладкой, можно определить, считая, что тепло, аккумулированное кладкой, равно ко­личеству тепла, отданного при охлаждении кладки после предыдущего нагрева. Для этого необходимо знать температуры на горячей и холодной поверхностях кладки в конце пре­дыдущего нагрева, продолжительность охлаж­дения и температуру охлаждающей среды, ко­эффициенты теплоотдачи и теплофизические данные кладки (многослойные стенки условно приводятся к однослойным).
Обычно наружная (холодная) поверхность кладки обращена в цех и ее температура в процессе охлаждения мало меняется. В этом случае количество аккумулированного тепла определяют из выражения
Q_ак=(М_кл c_кл)/3.6τ ((t_вн^нач + t_нар^нач)/2 − t̅_кл ) ,(15.28)
где М_кл — масса кладки, т; c_кл — теплоемкость материала кладки, кДж/(кг К); t_вн^нач и t_нар^нач температуры, °С, на внутренней и наружной поверхностях кладки в конце предыдущего на­грева (распределение температур в кладке считаем линейным); t̅_кл — средняя температура кладки после остывания, °С:

t̅_кл = t_окр + Ф_ак (t_вн^нач − t_окр) + Ф´_ак (t_охл − t_окр). (15.29)

где t_окр — температура окружающей среды; t_охл — температура охлаждающей среды с внут­ренней стороны кладки в период охлаждения.

Функции Ф_ак и Ф´_ак определяют соответственно по графикам рис. 15.1 и 15.2 в зависимости от значения чисел Био и Фурье:
B_iкл=(α_кл δ)⁄λ_кл;
F_oкл=α_кл τ_охл/δ² (15.30)
где α_кл — суммарный коэффициент теплоотда­чи излучением и конвекцией от внутренней поверхности кладки к охлаждающей среде в период охлаждения, Вт/(м² К); δ — толщина кладки, м; τ_охл — продолжительность периода охлаждения, ч; λ_кл и α_кл— коэффициент теп­лопроводности, Вт/(м К), и температуропро­водности, м²/ч, материала клади.
Значения теплофизических свойств огне­упорных и теплоизоляционных материалов при­ведены в табл. V.53—V.55.
Для учета аккумуляции тепла металлокон­струкциями каркаса печи количество аккуму­лированного кладкой тепла увеличивают на 10%.