Тепловой баланс туннельной печи
Тепловой баланс зон подогрева и обжига туннельной печи
Приход тепла:
1. Тепло от горения топлива
где Qн – теплота сгорания газа, кВт; В- расход топлива, нм3/ч.
кВт
2. Тепло выносимое подогретым воздухом
где 
- тепло вносимое подогретым воздухом, кВт; La¢- действительный расход воздуха идущий на горение, нм3/нм3; 
- теплоемкость воздуха, =1262,4 
.
кВт
Расход тепла
1. Расход тепла на нагрев изделий
где 
- тепло вносимое футеровкой, кВт; Р – производительность, Р = 2506,3 
; 
- теплоемкости обожженного и сухого материала: 
=1,406, 
= 0,9456; 
– конечная и начальная температура материала: 
= 1850 
; 
= 80 .
кВт
2. Расход тепла на испарение физической влаги:
где 2500 - скрытая теплота парообразования, кДж/кг
1,967 - теплоемкость воды, кДж/кг град
- температура отходящих газов из печи, ℃
- температура начальная материала, ℃
=200 ℃; =80 ℃
W-количество испаряемой влаги, кг/час
где W- влажность сырца, W= 0,5%
кг/ч
Тогда
3. Потери тепла с уходящими газами
где 
– потери тепла с уходящими газами
- энтальпия уходящих газов, = 275,5 кДж/м3
- объем уходящих газов, 
=13,98 м3
B кВт
4. Потери тепла через стены и свод
Для стен и свода печей непрерывного действия, работающих с постоянными температурами в отдельно взятой зоне, тепловой поток через поверхность кладки в окружающую среду определяется по формуле:
где 
средняя температура воздуха, ℃; F – поверхность кладки, м2;
коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенкам внутри рабочего пространства для печных газов, 
; 
сумма тепловых сопротивлений отдельных слоев кладки, м3 град/Вт;
S – толщина слоя, м;
коэффициент теплопроводности, Вт/м град;
коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенок в окружающую среду,
Первый участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Средние температуры слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Найдем температуры на границе слоев:
кДж/ ч
Тогда
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Средние температуры слоев:
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 15,02 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Аналогично рассчитаем второй участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Найдем температуры на границе слоев:
кДж/ ч
Тогда
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Средние температуры слоев:
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 15 - длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Аналогично рассчитаем участки: с 14 по 24 позиции.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через стену:
кДж/м2 
ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Тепловые сопротивления при этих температурах составят :
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 17,4 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Четвертый участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через стену:
кДж/м2 ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Тепловые сопротивления при этих температурах составят :
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 8,9 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Пятый участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через стену:
кДж/м2 ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Тепловые сопротивления при этих температурах составят :
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 27 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Шестой участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через стену:
кДж/м2 ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Тепловые сопротивления при этих температурах составят :
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 24,5 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Потери тепла через свод
Первый участок.
Температура внутренней поверхности свода:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через потолок:
кДж/ ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Потери тепла через свод составят:
кВт
где 56,4 длина участка, м; 3,2 – ширина свода, м;
Второй участок.
Температура внутренней поверхности свода:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через стену:
кДж/ ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда,
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Потери тепла через свод составят:
кВт
где 51 длина участка, м; 3,2 – ширина свода, м;
Общая сумма потерь тепла:
кВт
5. Расход тепла на нагрев транспортных устройств:
где 
, 
, 
- масса каждого слоя футеровки вагона, кг/час∙град
где 
масса футеровки; 
скорость проталкивания вагона, ваг/час; 
ваг/ч; 
кг – периклазохромитовые; 
кг – глиноземистые; 
кг – шамот.
кг/ч
кг/ч
кг/ч
, 
теплоёмкости каждого слоя футеровки при начальной и конечной температуре, кДж/кг∙град
= 0,754+0,00015t
=0,754+0,00015∙85 = 0,766 кДж/кг∙град
=0,837+0,000264t
=0,837+0,000264∙55 = 0,872 кДж/кг∙град
=0,837+0,000264t
=0,837+0.000264∙30 = 0.844 кДж/кг∙град
=0,754+0,00015t
=0,754+0,00015∙1575 = 0,99 кДж/кг∙град
=0,837+0,000264t
=0,837+0,000264∙1125 = 1,134 кДж/кг∙град
=0,837+0.000264t
=0.837+0.000264∙640 = 1.005 кДж/кг∙град
Тогда
кВт
6. Неучтенные потери тепла:
кВт
кВт
7. Определим расход топлива:
Результаты расчета сводим в таблицу 18 теплового баланса зон подогрева и обжига.
Таблица 18 - Тепловой баланс зон подогрева и обжига туннельной печи
| Наименование статьи | Количество тепла | |
| кВт | % | |
| Приход тепла: 1) Тепло горения топлива 2) Физическое тепло воздуха | ||
| Всего: | ||
| Расход тепла: 1) Нагрев материала 2) Испарение влаги 3) Потери с уходящими дымовыми газами 4) Потери через кладку 5) Потери на нагрев транспортных устройств 6) Неучтенные потери Невязка баланса | 6326840,3 28513,4 1656140,7 2555815,87 8531126.1 2122062,9 +129,73 | 29,8 1,3 7,8 12,0 60,9 |
| Всего: |
Невязка:
Тепловой баланс зоны охлаждения
Приход тепла:
1. Тепло вносимое подогретыми изделиями:
2. Тепло вносимое футеровкой вагонетки:
3. Физическое тепло вносимое воздухом нагнетаемого в зону охлаждения, 
,кДж/час
где t = 20 ℃; 
= 67 кДж/м3
= 67 ∙ 
кДж/час
Qприх = 
+ 
+
Qприх= 
+8531126.1+67 = 14619809,6+67 кДж/час
Расход тепла:
1. Потери тепла через стены и свод печи:
Потери через стены печи
Первый участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Тепловой поток через стену:
кДж/м2 ч
Найдем температуры на границе слоев:
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Найдем средние температуры в слоях:
Тепловые сопротивления при этих температурах составят :
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 12длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Второй участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Коэффициенты теплопроводности слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
Найдем температуры на границе слоев:
кДж/ ч
Тогда
Проверим средние температуры слоев:
Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.
Новые значения:
Тогда
вт/м2
Находим новые значения температур:
Средние температуры слоев:
Тепловые сопротивления при этих температурах составят :
Потери тепла через кладку составят:
кВт
где 15длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен
Третий участок.
Температура внутренней поверхности стены:
Средние температуры слоев:
Теплопроводности слоев:
Тепловые потери составляют:
