6-3. Вычисление отдельных статей тепловых балансов печей

Расход тепла на нагрев материала определяется по формуле:

где P - масса нагреваемого материала, кг; I' и I'' - начальная и конечная его энтальпии, кдж/кг; t' и t'' - начальная и конечная температуры материала, °С; c' и c'' - средние его теплоемкости, соответствующие начальной и конечной температурам, кдж/(кг∙град). Величины I и c для стали указаны в таблице 6-2.

Таблица 6-2: средняя теплоемкость и энтальпия углеродистой стали в зависимости от температуры

t, °с

c, кдж/(кг∙град)

I, кдж/кг

t, ˚C

c, кдж/(кг∙град)

I, кдж/кг

0

0,462

0

. 800

0,678

542,19

100

0,473

48,15

900

0,678

610,85

200

0,490

98,20

1 000

0,698

697,78

300

0,516

154,49

1 100

0,682

749,74

400

0,541

210,61

1200

0,682

821,03

500

0,574

271,30

1300

0,687

891,79

600

0,596

357,00

1400

0,698

962,96

700

0,607

424.54



Если одновременно с нагревом происходит плавление материала, то:

Здесь u - теплота плавления, равная для стали 272, чугуна 143, меди 175, алюминия 377, шлака 210 кдж/кг. Если материал содержит влагу, то следует учесть расход тепла на испарение, считая теплоту парообразования равной 2490 кдж/кг на 1 кг влаги.

Рис. 6-3. График для определения потерь тепла в окружающую среду.

Рис. 6-3. График для определения потерь тепла в окружающую среду.



Теплоты экзотермических и эндотермических реакций Qэкз и Qэнд находятся при помощи специальных расчетов на основании материальных балансов технологического процесса.

Потери тепла в окружающую среду Qо.с вследствие теплопроводности кладки и лучеиспускания через открытые окна и отверстия, а также расход тепла на нагревание кладки Qкл вычисляются по формулам теплопередачи, причем при непрерывной работе печи с неизменным тепловым режимом Qкл = 0. На рис. 6-3 приведен график для расчета потерь тепла в окружающую среду вследствие теплопроводности кладки. Потери тепла с водой, охлаждающей некоторые детали печей, вычисляются по формуле:

Здесь D - расход охлаждающей воды, кг; t' и t'' - начальная и конечная температура воды, °С.