Определение тепловых потоков и температур металла по длине печи

2.1. Определение теплового потока и температур металла в сечении 2

Для расчета лучистого теплообмена необходимо знать эффективную толщину излучающего слоя печных газов вблизи сечение 2, м:

S_эф=1, 8 ∙ (D∙ H₂)/(D+H₂) = 2, 214 м.

Высота рабочего пространства над заготовками найдена с использованием размеров, указанных на рис. 1.1:

H₂ = Н— S=2, 54-0, 3= 2, 24 м, а ширина печи D =2, 6 м оставлена без изменения.

Задаем температуру газов в сечении 2 t_г2 = 1280°С. Затем из расчета объема и состава продуктов сгорания определяем содержание Н₂0 и С0₂.

Получаем содержание излучающих газов, а печной атмосфере, а именно:

Н₂0 = 11, 66 % и С0₂ = 6, 08 %.

Находим произведения

0, 01 S_эф Н₂О = 0, 01∙ 2, 21∙ 11, 66= 0, 25 атм∙ м,

0, 01S_эфСО₂ = 0, 01∙ 2, 21∙ 6, 08=0, 13 атм∙ м,

которые необходимы для определения степени черноты при с помощью прил. 6, 7 и 8 заданной температуре газов t_г2 = 1280°С: водяного пара ε _СО2 =0, 096; ε _Н2О=β ∙ ε _Н2О=1, 05∙ 0, 14=0, 147

Затем определяем степени черноты: продуктов горения

ε _г = ε _СО2 + ε _Н2О = 0, 196+0, 1054 = 0, 301

и горящих газов

Определяем степень развития кладки вблизи сечения 2:

Приведенный коэффициент излучения для системы «газ - кладка - металл» в сечении 2:

Удельный лучистый тепловой поток на металл в рассчитываемом сечении

При известном коэффициенте конвективного теплообмена а_к2 определяем конвективную составляющую общего теплового потока:

Суммарный тепловой поток на металл в сечении 2 составит

Полагаем, что тепловая мощность низа печи составляет 50 % от общей, т.е. отношение этих мощностей равно

Используя это отношение, по прил. 9 находим = 0, 58 и прогреваемые толщины слитка: сверху S_B =0, 580, 35 = 0, 203 м и снизу 5„ =0, 35 -0, 203 = 0, 147 м.

Определяем минимальную температуру по сечению слитка перед его заходом на сплошной под

куда подставили из прил. 10 теплопроводность малоуглеродистой стали = 28 Вт/(м-К) при температуре на 100 °С ниже, чем конечная температура поверхности.

Определяем температуру массы верхней части слитка