5-5. Равномерно распределенный внешний теплообмен в рабочем пространстве печи 2

Если выразить температуры в долях от абсолютной температуры сгорания и ввести безразмерные температуры θг = Tг/Tт; θт = 1; θм = Tм/Tт; θо.г = Tо.г/Tт, то мы будем иметь, пренебрегая значением безразмерной величины начальной температуры материала θо.м = T'м/Tт ≈ 0,

Когда меняется только температура газов, усреднение производят по формуле:

Здесь n - коэффициент, учитывающий объемное тепловыделение факела, n 0,774.

Тогда обобщенная расчетная формула (5-7) приобретает вид:

В вышеприведенных формулах учитывается лишь теплоотдача излучением, играющая главнейшую роль в высокотемпературных печах. Для определения величины конвективной теплоотдачи служит формула:

Здесь aк - коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к внешней поверхности изделий.

Таким образом, полное количество тепла, переданного материалу:

Рис. 5-6. Множитель εп для расчета приведенной степени черноты печного пространства в зависимости от степени черноты печных газов εг для разных степеней развития кладки (по Д. В. Будрину).

Рис. 5-6. Множитель εп для расчета приведенной степени черноты печного пространства в зависимости от степени черноты печных газов εг для разных степеней развития кладки (по Д. В. Будрину).

Здесь множитель, заключенный в скобках и обозначенный через βконв определяется соотношением лучистого и конвективного теплообмена.

Для анализа уравнений (5-8) и (5-12) предположим, что печь не имеет обмуровки, т. е. Fк = 0 и ω = Fк/Hл = 0 и что степень черноты нагреваемого материала εм = 1. Тогда Cв = Cг = C0εг , т. е. при одной и той же температуре светящийся факел излучает больше тепла в единицу времени, чем факел прозрачный.

Далее предположим наоборот, что ω = Fк/Hл = ∞, тогда уравнение (5-8) будет иметь вид: Cв = C0εм. При этом Cв достигает своего максимального значения. Отсюда следует, что в данном случае влияние факела на теплопередачу отсутствует (такое положение имеет место, например, в том случае, когда в большой печи нагреваются мелкие изделия).

Все действительные случаи находятся между этими двумя предельными случаями. Приведенная степень черноты газов для них определяется по графику, представленному на рис. 5-6. Из этого графика видно, что влияние кладки тем больше, чем прозрачнее газы.