QРЕЗ.К = QЭФ.К×jК,К ( 1 - аГ ) + QЭФ.Л×jЛ.К ( 1 - аГ ) + eГ×Е0Г×FК - QЭФ К; (49)

Результирующий поток тепла на кладку к её внутренней поверхности при стационарном режиме работы печи равен потерям тепла в окружающее пространство. Так как печь хорошо изолируют, то этот результирующий поток относительно мал, по сравнению с потоком тепла, передаваемым нагреваемому материалу. Поэтому для простых расчётов с достаточной для практики точностью принимают, что результирующий теплообмен равен конвективной теплоотдаче от газов к внутренней поверхности кладки, а результирующий поток на кладку равен нулю. В этом случае в процессе лучистого теплообмена кладке отводится роль посредника. Полученное путём излучения тепло кладка переизлучает материалу.

В простейшем виде схема лучистого теплообмена представлена на рисунке.

Из соотношения, связывающего различные виды лучистых потоков, напишем систему уравнений для данного конкретного случая.

 

 

 

QРЕЗ. К = QЭФ. К× jК, К ( 1 - аГ ) + QЭФ. Л× jЛ. К ( 1 - аГ ) + eГ× Е0Г× FК - QЭФ К; (49)

QРЕЗ. Л = QЭФ. Л× jЛ. Л× ( 1 - аГ ) + QЭФ. К× jК. Л× ( 1 - аГ ) + eГ× Е0Г× FЛ - QЭФ. Л; (50)

QЭФ. К =;                           (51)

QЭФ. Л =.                    (52)

Здесь Q_{С. К}   и Q_{С. Л} - собственное излучение кладки и лучевоспринимающей поверхности, а_к   и а_л - поглощательная способность этих поверхностей.

Q_{С. К} = F_К× e_К× С₀× ( Т_К / 100 )⁴ = F_К× e_К× Е_{0 К}

Q_{С. Л} = F_Л× e_Л× С₀× ( Т_Л / 100 )⁴ = F_Л× e_Л× Е_{0 Л}

Обозначая угловой коэффициент лучевоспринимающей поверхности самой на себя через j,   получим следующие соотношения между угловыми коэффициентами

jЛ. Л = j; jЛ. К = 1 - j; jК. Л = ( 1 - j ) × w; jКК = 1 - (1 - j)× w, (53)

где w = F_Л / F_К.

Величина, обратная w называется степенью развития кладки. Используя условие Q_{РЕЗ. К} = 0,   рассмотрим уравнения (49)  (50) и  (52), которые содержат три неизвестных Q_{РЕЗ. Л} Q_{ЭФ. К}  и  Q_{ЭФ. Л}  имогут быть решены.

Для этого перепишем их в удобном для решения виде, заменив угловые коэффициенты по (53)

 

 

0 × Q_{РЕЗ. К} - Q_{ЭФ. К}× [а_Г + (1 - j )× w× (1 - а_Г)]+Q_{ЭФ. Л}× (1 - j )× (1 - а_Г )= - e_Г Е_0ГF_К;

Q_{РЕЗ. Л} - Q_{ЭФ. К}× ( 1 - j )× w× ( 1 - а_Г ) + Q_{ЭФ. Л}× [ 1 - j× ( 1 - а_Г ) ] = - e_Г× E_0Г× F_Л;

Q_{РЕЗ. Л}× ( 1 - а_Л ) - 0× Q_{ЭФ. К} - Q_{ЭФ. Л}× а_Л= - e_Л× Е_0Л× F_Л

                                          (54)

Решение этой системы уравнений дает следующую зависимость

QРЕЗ. Л =, (55)

где - y = F_Л / ( F_Л + F_К ) = w / ( 1 + w ) - степень экранирования.

Это выражение справедливо как для серого, так и селективного излучения. Для использования этого выражения необходимо вычислить предварительно j.   В таком случае, когда лучевоспринимающая поверхность плоская j_{Л. Л} = j = 0, выражение (55) упрощается:

QРЕЗ. Л =.

Эта формула получена В. Н. Тимофеевым в применении к мартеновским печам.

Для серого излучения, когда e_Г = а_г и e_Л = а_л, .

QРЕЗ. Л = eГ. К. Л× FЛ× С0× ,                (56)

где

eГ. К. Л =  (57)

Здесь e_{Г. К. Л} - общая степень черноты системы газ - кладка - лучевоспринимающая поверхность (металл).

Из формулы видно, что результирующий тепловой поток на лучевоспринимающую поверхность не зависит от степени черноты кладки e_К, если кладка хорошо теплоизолирована.

Для вычисления температуры кладки необходимо из системы  (54) найти Q_{ЭФ. К}  и используя соотношение (51)  при  Q_{РЕЗ. К} = 0,

Q_{ЭФ. К} =

решить его относительно Т_К.

Для случая серого излучения при j = 0 имеем

.     (58)

Используя формулы (57), (58) можно получить выражение Q_{РЕЗ. Л} в зависимости от средней температуры кладки

Q_{РЕЗ. Л} = e _{К. Г Л.} × F_Л× С₀× ,

где e _{К. Г Л.} - степень черноты системы кладка - газ - лучевоспринимающая поверхность.

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: