ТЕПЛОФИЗИКА И ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ
ТЕПЛОТЕХНИКИ
141
печи;
Q
7
– расход тепла на нагрев приспособлений для загрузки,
выгрузки и транспортировки нагреваемого материала в печи, а также на
эндотермические реакции.
Приравнивая приходную и расходную части, получаем развернутую форму
уравнения теплового баланса
Q
топл
+
Q
воз
+
Q
т.ф
+
Q
экз
=
Q
1
+
Q
2
+
Q
3
+
Q
4
+
Q
5
+
Q
6
+
Q
7
.
(7.3)
Для электрических печей уравнение значительно упрощается
Q
э
+
Q
экз
=
Q
1
+
Q
5
+
Q
6
+
Q
7
,
(7.4)
где
Q
э
– тепло, полученное за счет расхода электрической энергии.
В качестве основной размерности составляющих теплового баланса
используется Вт (кВт). У периодически действующих печей статьи баланса
относят к определенному промежутку времени
τ
(периоду или циклу), тогда
Q
пер
=
Q
τ
= [кДж/период].
Составляющие теплового баланса можно также отнести к количеству
нагретого металла или количеству израсходованного топлива и, наконец, во
всех случаях составляющие баланса выражаются в процентах от общего
прихода или расхода тепла.
Балансовые равенства необходимо соблюдать во всех случаях. Неувязку,
которая получается при испытаниях печи, относят обычно к неучтенным
потерям тепла в окружающее пространство и к погрешностям измерения.
На эндотермические реакции в нагревательных печах тепло обычно не
расходуется. В газовых и мазутных печах отсутствуют потери тепла от
механической неполноты горения –
Q
4
. Приходные части баланса
Q
воз
и
Q
т.ф
учитываются только при наличии воздухо- и газоподогревателей. Для печей
тепловой баланс чаще всего составляют в пределах рабочей камеры. Для
устройств, использующих тепло отходящих газов, составляют самостоятельный
тепловой баланс. Кроме того, возможно составление суммарного теплового
баланса в комплексе с теплоиспользующими устройствами.
Уравнение теплового баланса используется для анализа тепловых потерь и
выявления путей улучшения использования топлива и работы печи в целом.
Различают следующие виды коэффициентов полезного действия печей:
термический КПД, когда полезно использованное тепло относится ко всему
приходу тепла в печь, и эффективный КПД, когда полезно использованное
тепло относится к теплу, выделяющемуся при горении топлива (или к расходу
электрической энергии):
η
тер
= (
Q
1
/
Q
прих
)100%,
(7.5)
η
эфф
= (
Q
1
/
Q
топл
)100%.
(7.6)
Кроме того, при анализе условий использования тепла в печи применяют
коэффициент использования тепла в печи
К
1
= (
Q
прих
-
Q
2
)/
Q
прих
(7.7)
