т.с=(17,85 - 16,65)/2=0,6 м
Площа поду дорівнює: F П=16,65? 4,14=68,93 м 2
Площа зводу визначаємо за формулою:
F СВ=L СВ? C дуг, де
L СВ - довжина зводу, м; C дуг - довжина дуги зводу, м.
C ВНЕШ.дугі =? ? r? ?/180, де
r - радіус зводу; ?- Кут між крайніми точками довжини дуги склепіння - 51 про
C ВНЕШ.дугі=(3,14? 5,78? 51)/180=5,14 м
F СВ.ВНЕШ. =15? 5,14=77,1 м 2
C ВНУТ.дугі=(3,14? 5,4? 51)/180=4,8 м
F СВ.ВНУТ. =15? 4,8=72 м 2
F СВ.СРЕДН. =(F СВ.ВНЕШ. + F СВ.ВНУТ.)/2=(77,1 + 72)/2=74,55 м 2
. 1 Втрати тепла через звід
Стандартний звід визначаємо за формулою для одношарової стінки:
q 5.1=(t 1 - t 2)/(S n /? n), де
t 1 - температура в робочому просторі печі - 1200
t 2 - температура із зовнішньої частини склепіння - 120
S n - товщина шару огнеупора - 0,38 м
? n - коефіцієнт теплопровідності огнеупора
Для вогнетривів ПХСС коефіцієнт теплопровідності розраховується за формулою:
? n=2,98 - 0,91? 10 - 3? T cp + 0,41? 10 - 6? t cp 2=2,98 - 0,91? 10 - 3? 660 + 0,41? 10 - 6? 660 2=2,56 Вт/м? К
q 5.1=(1200 - 120)/(0,38/2,56)=7275,79 Вт/м 2
Загальна кількість втрати тепла через звід за весь період роботи печі:
Q 5.1=Q 5.1? F св.средн. ? ? =7275,79? 74,55? 79200=42958942 кДж
Але одношарова конструкція зводу перестає задовольняти по теплотехнічних параметрах, отже наведемо і розрахунки інших конструкцій, таких як одношаровий звід товщиною 460 мм, двуслойний звід з 380 ПХСС і 65 мм шамоту-легковеса або вермикуліту.
1) q 5.1=(t 1 - t 2)/(S n /? n)
5.1=(1200 - 120)/(0,46/2,56)=6006,0 Вт/м 2
2) q 5.1=(1200 - 120)/[(0,38/2,56) + (0,065/0,3)]=2957,0 Вт/м 2
3) q 5.1=(1200 - 120)/[(0,38/2,56) + (0,065/0,2)]=2281,0 Вт/м 2
Таблиця 3. Порівняння теплотехнічних втрат через звід.
№ Товщина зводу, ммq, Вт/м 2 Q, кДж% втрат від початкового варианта13807275,84295894210024606006,03546158680,553380+65(ШЛ)2957,01745919240,644380+65(вермикулит)2281,01346784531,35
Як видно з таблиці найбільш вигідно використовувати звід що з двох шарів 380 мм ПХСС і 65 мм вермикуліту, конструкцією як показано на Малюнку 1
. 2 Втрати тепла через під.
Визначаємо за формулою для багатошарової стінки:
перший шар, товщиною 0,07 м, складається з бетону;
другий шар, товщиною 0,23 м, складається з шамоту;
третій шар, товщиною 0,61 м, складається з ПХСС.
Q 5.2=(t 1 - t 2)/(S б? б + S ш /? ш + S ПХСС /? ПХСС + 0,06), де
t 1 - температура розплаву міді - 1100 0 С;
t 2 - температура зовнішнього середовища - 25 0 С;
S б, S ш, S ПХСС - товщина вогнетривких шарів, м;
? б,? ш,? ПХСС - коефіцієнти теплопровідності кожного шару, Вт/м? К.
Температуру шарів приймаємо наступну:
t ПХСС=1100 0 С; t ш=500 0 С; t б=200 0 С; t вн.среди=25 0 С.
Визначаємо коефіцієнти теплопровідності для кожного шару:
? ПХСС=2,98 - 0,91? 10 - 3? 800 + 0,41? 10 - 6? 800 2=2,5 Вт/м? К;
? ш=0,804 + 0,59? 10 - 3? 350=1,01 Вт/м? К;
? б=1 Вт/м? К;
5.2=(1100 - 25)/(0,61/2,5 + 0,23/1,01 + 0,07/1 + 0,06)=1787 Вт/м 2
Перевіримо правильність прийнятих значень температури шарів кладки:
t ПХСС ср=1100 - 1787/2? (0,61/2,5)=883 0 С;
t ш ср=1100 - 1787/2? (2? 0,61/2,5 + 0,23/1,01)=460 0 С
Визначимо коефіцієнти теплопровідності для вогнетривких шарів для знайдених температур:
? ПХСС=2,98 - 0,91? 10 - 3? 883 + 0,41? 10 - 6? 883 2=2,5 Вт/м? К;
? ш=0,804 + 0,59? 10 - 3? 460=1,08 Вт/м? К
Підставимо отримані значення:
Q 5.2=(1100 - 25)/(0,61/2,5 + 0,23/1,08 + 0,07/1 + 0,06)=1831,4 Вт/ м 2
