5709

31

Следовательно, температура на внутренней поверхности определяется по зависимости:

Расчет по формуле (96) усложняется тем, что коэффициент теплоотдачи снаружи стенки печи αпов зависит от температуры на этой поверхности, которая неизвестна. Данную задачу решают методом последовательных приближений. Для этого задаются значением коэффициента теплоотдачи αпов, затем из справочной литературы по графикам для вертикальной поверхности определяют значение температуры на поверхности tпов и далее решают нижеприведенные уравнения (93) и (96) до тех пор, пока не будет выполнятся условие (97).

5.8.2. ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ЧЕРЕЗ СВОД ПЕЧЕЙ

Теплопоступления через свод печи считаются аналогично по формулам (95)-(99), только зависимость коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности αпов от температуры этой поверхности tпов принимается по графикам для горизонтальных поверхностей.

5.8.3. ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ЧЕРЕЗ ПОД ПЕЧИ

Теплопоступления в помещение через под печи определяются по эмпирической зависимости [1, 2],:

i=1

32

dэкв – эквивалентный диаметр конструкции пода, м:

На практике для электрических печей теплопоступления через их элементы считаются аналогичным образом, а по укрупненным показателям для электрических печей справедлива следующая зависимость:

Qп = (0,3÷0,35) Nу.

5.8.4 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ЧЕРЕЗ ЗАГРУЗОЧНОЕ ОТВЕРСТИЕ ПЕЧЕЙ

При закрытых дверях загрузочных отверстий теплопоступления считаются аналогичным образом, как и для стен. При открывании двери загрузочного отверстия печи (рис. 5) в помещение поступает мощный радиационный поток, который рассчитывается по уравнению Стефана-Больцмана с учетом облученности соответствующих поверхностей [1, 2],.

Рис. 5. Конструкции дверей термических печей

Удельный тепловой поток от загрузочного отверстия при открывании дверей определяется по зависимости:

4

q = f ×С Tп . (101)

отв отв о

100

Тоннель загрузочного отверстия оказывает диафрагмирующее действие на лучистый тепловой поток, поэтому он рассчитывается с учетом коэффициента облученности φотв, который определяется из графиков в зависимости от геометрических размеров отверстия

Полный тепловой поток вычисляется по зависимости:

33

Радиационное излучение из отверстия оказывает дискомфорт на рабочем месте, поэтому для исключения перегрева поверхности тела человека проектируются специальные системы воздушного душирования для оборудования:

-при тепловом потоке 140 Вт/м2 - при постоянном пребывании человека на рабочем месте;

-при тепловом потоке 350 Вт/м2 и - более при периодическом пребывании человека на рабочем месте.

Удельный тепловой поток на рабочее место определяется по формуле:

5.9 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИЕ ОТ ОСТЫВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Если материал при остывании твердеет, то есть переходит из жидкого состояния в твердое, то количество теплоты, поступающей в помещение от остывающего материала, определяется по зависимости [1, 2],:

где сж, см – теплоемкость соответственно материала в жидком и твердом состоянии, Дж/(кг·ºС);

t1, t2 – соответственно начальная и конечная температуры остывающего материала, ºС;

tпл – температура фазового перехода, ºС;

rпл – теплота фазового перехода (скрытая теплота плавления или твердения), Дж/кг;

Gм – расход остывающего материала, кг/ч.

35

где Qогр – суммарные теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

Qi – суммарные теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха, поступающего в помещение через неплотности притворов наружных ограждающих конструкций, Вт.

5.11. ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИЕ ОТ ОТКРЫТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЖИДКОСТЕЙ ГОРЯЧИХ ВАНН

Данный вид теплопоступлений учитывается в тепловом балансе, если у ванн с горячими электролитами отсутствуют бортовые отсосы:

Ванна считается горячей, если температура жидкости превышает температуру окружающего воздуха более, чем на 3ºС. Из опыта известно, что для определения температуры поверхности необходимо учитывать различные факторы. Условно в инженерных расчетах температура поверхности принимается на 3÷5º С ниже температуры электролита.

5.12 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИЕ ОТ БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ГОРЯЧИХ ВАНН

Теплопоступления учитываются в тепловом балансе от открытых частей боковых поверхностей не закрытых бортовыми отсосами и от торцевых поверхностей ванн, стоящих на расстоянии более чем на 200 мм от соседних ванн [2, 11]. Если рядом расположенные ванны располагаются торцами ближе 200

37

tр – расчетная температура воздуха помещения, ºС, с учетом повышения по высоте для помещений высотой более 4 м [31, 33, 34]:

тура воздуха более холодного помещения – при расчете потерь через внутренние ограждения;

β – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяются согласно СТО 00044807-001-2006 [36], СНиП 2.04.05-91*.

6.2РАСЧЁТ ТЕПЛОПОТЕРЬ НА НАГРЕВ ИНФИЛЬТРУЮЩЕГОСЯ ВОЗДУХА

Расход теплоты Qi, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха следует определять по СП [29] по формуле:

(средняя с учетом повышения для помещений высотой более 4 м) и наружного воздуха в холодный период года (параметры Б);

38

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами; 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1,0 - для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытыми проемами.

Расход теплоты Qi, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует принимать равным большей из величин, полученных по расчету по формулам (117) и (118):

приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м3/ч на 1 м2 жилых помещений;

ρ – плотность воздуха в помещении, кг/м3.

6.3.РАСЧЁТ ТЕПЛОПОТЕРЬ НА ИСПАРЕНИЕ ЖИДКОСТИ

СОТКРЫТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ХОЛОДНЫХ ВАНН

Ванна считается холодной, если температура жидкости равна температуре воздуха внутри помещения.

В процессе испарения жидкости с поверхности зеркала электролита холодных ванн, не имеющих бортовых отсосов, явная теплота трансформируется в скрытую для фазового перехода, поэтому температура поверхности жидкости меньше температуры окружающего воздуха.

Количество теплоты, необходимой для испарения жидкости с поверхности холодных ванн, не оборудованных бортовыми отсосами, определяется по выражению:

39

Температура поверхности жидкости принимается равной температуре мокрого термометра tпов = tм.т.

6.4. РАСЧЁТ ТЕПЛОПОТЕРЬ НА НАГРЕВ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛУФАБРИКАТОВ

В холодный период года ввозимые в цех материалы и полуфабрикаты забирают теплоту помещения для нагрева. Это количество теплоты рассчитывается по зависимости:

где tм – температура ввозимого материала, ºС, для металлов температура ввозимого материала принимается равной температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 text, для штучных материалов tм = text + 10ºС, для сыпучих материалов tм = text + 20ºС.

6.5 РАСЧЁТ ТЕПЛОПОТЕРЬ НА НАГРЕВ ТРАНСПОРТА

Количество теплоты, теряемое в помещении на нагрев транспортных средств, вычисляется по формуле:

где qтр – удельные теплопотери на нагрев единицы транспортного средства, принимается из справочной литературы в зависимости от вида транспортного средства, кДж/ч;

N – количество единиц транспортного средства одного вида;

В – коэффициент, характеризующий интенсивность теплообмена за определенный интервал времени.

7. РАСЧЁТ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ВОЗДУХА НА СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ

Тепломассообмен воздуха на свободной поверхности жидкости определяется в зависимости от потенциала тепломассопереноса.

40

Для передачи явной теплоты потенциалом теплопереноса является перепад температуры, и эта зависимость называется уравнением Ньютона-Рихмана:

q = α · (tпов – tв).

По аналогии с ним массообмен рассчитывается по одной из следующих зависимостей.

1. Массообмен при потенциале массопереноса перепаде парциальных

где Рпов, Рв – парциальное давление водяных паров соответственно в пограничном слое у поверхности жидкости и в окружающем воздухе, Па;

где dпов, dв – влагосодержание воздуха соответственно в пограничном слое у поверхности жидкости и в окружающем воздухе, г/кг сух. возд.;

βd – коэффициент влагообмена, кг/(м2·ч·(кг/кг)).

2. Массообмен при потенциале массопереноса перепаде концентраций во-

где спов, св – концентрация водяных паров соответственно в пограничном слое у поверхности жидкости и в окружающем воздухе, кг/м3;

βс – коэффициент влагообмена, кг/(м2·ч·(кг/м3)), при сокращении одинаковых размерностей получается итоговая размерность м/ч или м\с.

3. Массообмен в случае, когда потенциалом массопереноса является потен-

где θпов, θв – потенциал влажности воздуха соответственно в пограничном слое у поверхности жидкости и в окружающем воздухе помещения, ºВ;

βθ – коэффициент влагообмена, кг/(м2·ч·ºВ).