Определение тепловых потерь металла

Анализ аккумуляции тепла в стенках при периодически действующем нагреве имеет важное значение для установления оптимальной толщины стенки ковша, при которой потери тепла в окружающую среду минимальны. В данном случае производился расчет количества тепла, накапливаемого суммарным объемом стенок металлургического агрегата. Применялась следующая схема расчета.

Количество теплоты, накапливаемое стенками ковша за n-й цикл работы в общем виде определяется выражением:

,
где и – количество теплоты накапливаемое и отдаваемое стенками за время налива и выдержки ковша без расплава соответственно (в нашем случае цикл состоит из двух процессов), а и – теплосодержание стенок ковша до и после n -го цикла соответственно.

Расчет теплосодержания выполнялся в предположении однородности распределения тепла в стенках всего ковша, т.е. однородности условий теплообмена с окружающей средой, а применимость для данного случая одномерной постановки задачи обосновывается достаточно большим соотношением габаритов ковша и толщины стенки. Стоит отметить, что в нашем случае термин теплосодержание введен формально исключительно для удобства ведения вычислений, рассматривать следует лишь приращение или убыль теплоты стенкой.

Так как стенка ковша состоит из нескольких слоев и неоднородна по своему составу, целесообразно определить количество теплоты, накапливаемое отдельными слоями, тогда для n -го этапа процесса нагрева или охлаждения:

,
при этом для каждого слоя (рабочего и арматурного)

Объемы слоев стенки, выполненных из материалов с различными физическими свойствами, были вычислены исходя из геометрических размеров ковша (будут указаны выше либо непосредственно здесь). Объем рабочего слоя и для арматурного слоя .

ЛИТЕРАТУРА

1. Гольдфарб Эмиль Михайлович Теплотехника металлургических процессов. М.: «Металлургия», 1967 г., 440 стр. [Глава «Теплопоглощение кладкой металлургических печей»].

2. Огурцов А.П., Самохвалов С.Е. Численные методы исследования гидродинамических и тепломассопереносных процессов сталеплавильного производства. – К.: Наук. Думка, 1993.-220 с.

3. Недопекин Ф. В. Теория тепломассопереноса: Учеб. Пособие. – Донецк: ДонГУ, 1991. – 172 с.

4. Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 782 с.

5. Журнал. Промышленная техника: том 11, изд.4, 1989.

6. Журнал. Промышленная техника: том 11, изд.5, 1989.

7. Тихонов А.Н., Самарский А.А.Уравнения математической физики: том 1, изд.4, 1972.