Расчет вертикальной стены над уровнем расплава

 

 

Так как длина копильника 15735 мм, то для того, чтобы обеспечить прогрев всего пространства печи, необходимо установить горелки типа «труба в трубе», для которых значение коэффициента расхода воздуха равно n=1,15. В этом случае газовая среда внутри копильника является кислой. Исходя из этого и того, что рабочий слой в этой зоне имеет температуру внутренней поверхности и работает без теплосмен, определяем его материал. По табл.3.7[1] выбираем динасовый огнеупор и по прил.13[1] определяем его рабочие свойства: температуру начала деформации под нагрузкой , коэффициент теплопроводности и предельную рабочую температуру

По таблице 3.14 [1] выбираю толщину рабочего слоя: .

В соответствии с условием температура наружной поверхности стенки над уровнем расплава не должна превышать 90ºС. По таблице 3.13 [1] определяем плотность теплового потока от наружной поверхности верхней части стен:

при ;

Определяем температуру наружной поверхности рабочего слоя Т ₁ огнеупора, приняв температуру внутренней поверхности

Для определения задаем приближенное значение

;

Тогда

Определяем уточненное значение

Сопоставляем расчетное значение с принятым значением :

Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив :

 

Сопоставляем последующее приближение с предыдущим :

Окончательно принимаем:

Приступаем к конструированию теплоизоляции ограждения, принимая предварительное решение выполнить ее двухслойной, предусмотрев в качестве материала второго слоя огнеупор-легковес и третьего слоя – теплоизоляционный материал. По приложению 14 [1] с учетом таблицы 3.10 [1], принимаем к установке во втором слое шамотный легковес ШКЛ-1.0 со следующими рабочими свойствами:

В качестве теплоизоляционного материала для третьего слоя по приложению 14 [1] выбираем шамотный ультралегковес ШЛ-0,4 со следующими рабочими свойствами:

Принимаем температуру на внешней границе второго слоя :

Толщина второго слоя δ₂ легковеса:

Выбираем толщину второго слоя: . Уточняем температуру на внешней границе второго слоя:

 

Окончательно получаем:

 

Определяем толщину третьего слоя

Принимаем толщину третьего слоя и находим температуру на его наружной поверхности:

По принятой толщине третьего слоя уточняем значения и :

Определяем относительную погрешность расчета:

 

Окончательно получаем:

Так как температура наружной поверхности третьего слоя отличается от менее чем на 5%, то принимаю решение не выкладывать четвёртый слой ограждения.

 

Проверяем правильность расчета, определяя значение плотности теплового потока, переносимого через сконструированную многослойную стенку в окружающую среду:

;

Проверяем степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

 

Суммарная толщина вертикальной стены над уровнем расплава:

м