Зменшення втрат через отвори і щілини

Для розрахунку втрат випромінюванням необхідно знати такі вихідні дані:

· геометричні розміри щілини (отвору) та товщину стінок печі,

· температуру та коефіцієнт випромінювання пічної камери,

· температуру і коефіцієнт випромінювання довкілля, яке поглинає тепло з печі.

Розрахунок виконують за формулою:

де ε_ф – коефіцієнт теплового випромінювання матеріалу внутрішнього футерування печі (ε_ф ≈0.75÷0.85); Т_печі, Т_зн – відповідно температура всередині і зовні печі; F_отв – площа отвору; ψ – коефіцієнт діафрагмування, який залежить від форми, розмірів отвору та товщини стінки (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Коефіцієнт діафрагмування:

1 – круглий отвір; 2 – квадратний отвір; 3 – прямокутний отвір зі співвідношенням сторін 2:1; 4 – щілина

У більшості випадків коефіцієнт С_пр приймають рівним 4,65 Вт/(м²·К⁴).

Енергія втрат випромінюванням з сукупності різних отворів і щілин

де τ – тривалість випромінювання.

В печах періодичної дії завантажувальний отвір відкритий протягом часу завантаження τ_з садки. Енергія, що втрачається випромінюванням у цьому випадку дорівнює

W_отв.в = Q_отв.в · τ_з.

Тривалість часу завантаження переважно коротка, тому значення енергії W_отв.в мале порівняно з енергією, що споживається піччю, але тепловий потік Q_отв.в – великий і його треба враховувати при проектуванні.

Завантажувальні і розвантажувальні отвори повинні бути закриті і ущільнені (крім періоду завантаження і розвантаження). У печах неперервної дії (методичних) ці отвори повинні відповідати габаритам садки; бажано також влаштувати ширми.

Необхідно ретельно ущільнювати місця вводу електроенергії, отвори для термопар тощо.

У табл. 3.5. подано орієнтовні втрати через вікна та щілини печі у перерахунку на 1м² отвору.

Таблиця 3.5.

У цій таблиці прийняті такі значення коефіцієнта діафрагмування:

– для вікон ;

– для малих отворів .

Розрахунки показують, що втрати через 1см² вікна відповідають втратам через 100-120см² стіни, а через 1см² отвору – 40–50см² стінки.