ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
127
Математическое решение этой задачи очень сложно. Однако, вводя ряд
допущений, можно с известным приближением определять количество тепла,
воспринимаемое поверхностью нагреваемого материала и среднюю
температуру внутренней поверхности стен и свода. Приближенное решение
этой задачи возможно при введении следующих исходных допущений:
-
температура газов одинакова во всем объеме рабочего пространства и
постоянна во времени;
-
температура поверхности материала и внутренней поверхности стен и
свода везде одинакова и постоянна;
-
плотность лучистых потоков, отраженных от стен, свода и от материала,
равномерна во всей поверхности;
-
поглощательная способность газа по отношению к собственному и
отраженному излучению одинакова по всем направлениям;
-
степень черноты газа, характеризующая его излучающую и
поглощающую способность, относится к температуре газов, а не к
температуре стен свода и материалов.
Количество тепла, получаемого поверхностью нагреваемого материала,
может быть определено по следующей формуле:
(
) (
)
[
]
(
)
э м г к
э
м
г
мг
мг
FTT F
T
T С Q
−
+
−
=
α
4
4
100
100
,
(6.62)
где
Q
– полное количества тепла, воспринимаемое поверхностью материала в
печи от продуктов горения и внутренней поверхности кладки, Вт;
С
мг
– приведенный коэффициент лучеиспускания между продуктами горения,
внутренней поверхностью кладки и поверхностью материала, Вт/(м
2
⋅
К
4
);
Т
г
и
Т
м
– температуры продуктов горения и поверхности нагреваемого
материала, К;
α
– коэффициент теплоотдачи от продуктов горения к
поверхности материала конвекцией, Вт/(м
2
⋅
К);
F
э
– эффективная
лучевоспринимающая поверхность материала, мг.
При этом принято, что поверхность материала, воспринимающая тепло
конвекцией, равна эффективной, лучевоспринимающей поверхности (в общем
случае они могут быть не равны).
Первый член этого уравнения выражает количество тепла, передаваемое на
поверхность материала лучеиспусканием, а второй – тепло, передаваемое
конвекцией.
Значение
С
мг
можно
определить
по
следующей
упрощенной формуле:
(
)
[
]
(
)(
)
г
м г
м г
г
г
м г о
мг
ε
ε
ε
ε
ε
ε
ϕ
ε
ϕ
ε
ε
+ − +
−
+ −
=
1
1
1
C
C
,
(6.63)
где
ε
г
и
ε
м
– степени черноты продуктов горения в полости печи и
(коэффициент поглощения) поверхности материала;
ϕ
– угловой коэффициент
поверхности стен, свода и материала.
