Тепловой баланс печи третьей зоны
Для второй зоны уравнение теплового баланса принимает вид:
Расчет приходных статей баланса:
Коэффициент использования топлива:
,
где
энтальпия греющих дымовых газов;
энтальпия подогретого воздуха окислителя;
средняя объемная изобарная теплоемкость воздуха [1, стр. 40, таблица 4.2];
температура подогрева воздуха;
энтальпия
дымовых газов покидающих методическую
зону;
средняя объемная
изобарная теплоемкость дымовых газов
[1, стр. 40, таблица 4.2];
температура
дымовых газов покидающих методическую
зону;
Расчет расходных статей баланса:
Потери через ограждающие конструкции состоят из потерь через стенки, свод и под:
,
где
– теплопотери
через боковые стенки;
– через свод зоны
3;
– через под зоны
3.
Расчет потерь через боковые ограждающие конструкции (стенки) [1, с147]:
,
где:
Площадь поверхности стенок:
Температура на внутренней поверхности кладки:
средняя
температура металла по сечению во второй
зоне;
температура окружающей среды;
термическое сопротивление i-го слоя кладки;
коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности кладки;
В первом приближении
принимаем значения теплопроводностей
и
при температурах
и
соответственно (первое приближение).
Запишем формулы для слоев
и
(см. рисунок 6.1):
После подстановки числовых значений имеем:
;
;
Средние температуры слоев кладки во втором приближении:
;
;
Коэффициенты теплопроводности [3, стр. 249, рис. 5.4]:
Шамотный кирпич
(ШБ):
;
Шамотный легковесный
кирпич (ШБЛ-1,3):
;
Тепловой поток через стенки во втором приближении:
;
Рассчитываем
относительную разность тепловых потоков
в первом и втором приближениях: 
,
следовательно, выполняем дальнейшее
приближение.
;
;
Средние температуры слоев кладки во втором приближении:
;
;
Коэффициенты теплопроводности [3, стр. 249, рис. 5.4]:
Шамотный кирпич
(ШБ):
;
Шамотный легковесный
кирпич (ШБЛ-1,3):
;
Тепловой поток через стенки во втором приближении:
;
Рассчитываем
относительную разность тепловых потоков
в первом и втором приближениях: 
,
Т.о. пересчет не требуется.
Рассчитываем потери через боковые ограждающие конструкции:
Рисунок 6.6 - Схема теплопроводности через ограждающую конструкцию, состоящую из двух слоев (футеровочного и теплоизоляционного)
Для расчета теплового потока через свод печи в третьей зоне используем ранее найденные значения:
; 
;
; 
;
Рисунок 6.7 – Схема теплопроводности через свод
Тепловой поток через свод печи:
;
Площадь поверхности свода:
;
Рассчитываем потери через свод печи:
;
Для расчета теплового потока через под печи в третьей зоне используем ранее найденные значения:
; 
;
; 
;
Рисунок 6.8 – Схема теплопроводности через под
Тепловой поток через под печи:
;
Площадь поверхности пода:
;
Рассчитываем потери через свод печи:
;
Рассчитываем суммарные потери через ограждающие конструкции во второй зоне:
;
Рассчитываем теплопотери в результате угара и образования окалины:
Определяем количество теплоты, израсходованное на нагрев садки в зоне 1:
где
относительный
угар стали во второй зоне;
средняя
температура металла по сечению во второй
зоне;
средняя
весовая изобарная теплоемкость металла
в третьей зоне;
Рассчитываем теплопотери в результате излучения печных газов в окружающую среду:
,
где
температура
дымовых газов покидающих методическую
зону;
температура окружающей среды;
коэффициент, учитывающий время открытия окна;
коэффициент
дифрагмирования окна загрузки [4,
стр. 73, рис. 4.2];
коэффициент
излучения;
площадь
окна загрузки;
Выполняем подстановку приходных и расходных статей в уравнение баланса теплоты для первой зоны:
