5-5. Равномерно распределенный внешний теплообмен в рабочем пространстве печи

Если в печной камере имеется множество равномерно распределенных факелов или других источников излучения (панельных керамических горелок, излучающих элементов электрических сопротивлений и т. д.), то при расчете лучеиспускания в замкнутом пространстве выражение для суммарного теплового потока от факела (газов) и кладки к нагреваемому материалу Qлг.к.м можно привести к классическому закону Стефана - Больцмана:

Здесь C0 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Cв = 5,67 вт/(м2°K4); εв - приведенная (видимая) степень черноты печного (топочного) пространства; Tг и Tм - абсолютные температуры газов и материала; ξ - условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающей поверхности технологическим уносом, окалиной и пр. ξ = 0,6÷0,75); ∆ - усредненное значение разности четвертых степеней абсолютных температур.

Допуская, что потери тепла в окружающую среду равны теплу, получаемому кладкой за счет конвекции, В. Н. Тимофеев предложил формулу для определения приведенной степени черноты:

Здесь εг и εм - степень черноты газов и нагреваемого материала; ψ = Hл/Fк - коэффициент, представляющий собой, отношение лучевоспринимающей поверхности нагрева изделий Hл к суммарной внутренней поверхности кладки Fк; обратная ему величина называется степенью развития обмуровки ω.

Лучевоспринимающая поверхность меньше полной поверхности изделий Fм и связана с ней отношением Hл = φFм , где φ - средний угловой коэффициент или коэффициент облученности, отнесенный к полной боковой поверхности нагреваемых изделий (он может быть отнесен также к полной поверхности пода). Этот коэффициент является чисто геометрическим параметром, который определятся формой поверхностей, их размерами, взаимным расположением и расстоянием между ними. Величина φ зависит от геометрической формы нагреваемых изделий, а также от способа их расположения на поду.

Значения φ для цилиндрических и прямоугольных заготовок приведены на рис. 5-5.