5-1. Организация теплопередачи в печах 2

Среди них имеются печи, в которых поддерживаются примерно одинаковые температуры во всех точках рабочего пространства, например камерные печи и печи с переменной температурой в рабочем пространстве, например методические печи для нагрева стальных заготовок (рис. 5-1, б). Открытый нагрев стальных изделий и заготовок продуктами сгорания, содержащими CO2, SO2, H2O и O2, вызывает окисление поверхности металла или его обезуглероживание, и поэтому часто применяют нагрев в безокислительной среде. Это достигается сжиганием природного газа с малыми коэффициентами расхода воздуха a = 0,4÷0,5, в результате чего получаются продукты неполного сгорания, в состав которых входят CO2, CO, H2, H2O, N2 и CH4, причем в соотношениях, исключающих окисление и обезуглероживание стали. Для создания необходимого температурного уровня воздух, идущий на горение, нагревают до 800 °С или применяют кислород. В дальнейшем продукты неполного горения дожигаются и используются для нагрева воздуха и других целей.

Во вращающихся барабанных печах, употребляемых для обжига различных сыпучих или кусковых материалов (рис. 5-1, в), свободный объем располагается вдоль оси печи. Кладка печи, вращаясь вместе с барабаном, соприкасается попеременно то с греющими газами, то с нагреваемым материалом, что способствует более интенсивной передаче тепла.

В шахтных печах, применяемых для огневой обработки кусковых материалов, рабочее пространство заполнено слоем кускового материала (рис. 5-1, г) и дымовые газы движутся через узкие извилистые каналы, образуемые кусками материала, причем поперечное сечение этих каналов очень неравномерно по высоте печи и скорость газов все время изменяется. Изменение скорости способствует турбулизации потока и увеличению теплопередачи конвекцией, однако это одновременно повышает затраты энергии на продувку газов через слой материала.