【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （326） 軸向Sz=hp/2= m23) 板卷熱擴(kuò)散率徑向ar=7700= m2/h （327）軸向az=41/7700= m2/h （328）24) 畢渥和傅立葉數(shù)徑向Bir=a內(nèi)S/λ= （329） For=arτ/S2= （330）軸向Biz=azS/λ=　 （331）Foz=azτ/S2= 式中：S物料特征尺寸(m)。 表35板卷加熱時(shí)的溫度分布表hForBirθ高zθ低zFozBizθrθ高θ低t高t低27191434425789312367108034682571587960021420902720139229257731172593787250在處理空心板卷的加熱問題時(shí)，將空心圓板卷以無限平板考慮。由于被加熱物體周圍溫度分布恒定，兩面加熱，所以物體相對(duì)溫度的標(biāo)準(zhǔn)傳熱方程式為。因此，t物=t (t )=940(94020)，其中= rz。有限長(zhǎng)度空心圓柱體的相對(duì)溫度為：按計(jì)算平板厚度的公式所確定位置而決定出的相對(duì)溫度，再與按一端加熱為圓柱體全高、兩端對(duì)稱加熱為圓柱體半高按平板計(jì)算厚度位置所確定的相對(duì)溫度相乘之積[12]。平板相對(duì)溫度的公式：[13]。本設(shè)計(jì)在計(jì)算鋼板卷在內(nèi)罩中的最終溫差時(shí)，最終溫差由為65℃，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)需要修正。修正后的最終溫差如表35所示?？紤]到熱處理要求的嚴(yán)格性和重要性，本文對(duì)板卷在內(nèi)罩中的最終溫差和板卷初始溫度之間的關(guān)系作了一項(xiàng)小型的Excel數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)。本試驗(yàn)分別選取了鋼板卷的初始溫度為20℃、50℃、60℃、100℃、120℃、150℃、180℃、200℃、250℃、270℃、290℃、300℃。經(jīng)過Excel計(jì)算得出了如圖31所示的溫度曲線圖。由圖可知，在鋼板卷的初始溫度為大于200℃時(shí)，鋼板卷的最終溫差可以小于40℃。圖31鋼板卷最終溫差與初始溫度時(shí)間關(guān)系1) 氣體計(jì)算溫度 ℃ （332） 式中：冷卻開始時(shí)，按板卷溫度分布計(jì)算出來的最不利溫度。2) 板卷外側(cè)表面的平均溫度 =571=628 ℃ （333） 式中：保護(hù)氣體計(jì)算溫度(℃)3) 導(dǎo)出輻射系數(shù)由板卷外側(cè)表面對(duì)馬佛罩為= w/m2k4（見（310））　　　　由馬佛罩向周圍空間為=== w/m2 （334） 由板卷外側(cè)表面對(duì)周圍介質(zhì)為=/（+）= w/m2k4式中：——為馬佛罩的黑度； ——為黑體輻射系數(shù)，w/m2k4　。4) 由板卷外側(cè)表面對(duì)周圍介質(zhì)的輻射給熱系數(shù) = （335） == w/m2k5) 保護(hù)氣體的實(shí)際流速（見（315） ） 板卷下部對(duì)流環(huán)w1= m/s 板卷內(nèi)腔 w2= m/s6) 對(duì)流傳熱系數(shù) 板卷端面對(duì)保護(hù)氣hT39。= w/m2k 同上，但計(jì)入了端面的粗糙度hr=39。= w/m2k 板卷內(nèi)側(cè)表面對(duì)保護(hù)氣體hB= w/m2k 板卷外側(cè)表面對(duì)保護(hù)氣體h6= w/m2k以上數(shù)據(jù)都是參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)而來的，具體查圖1311[12]。7) 系數(shù)= （336）=式中：——為保護(hù)氣體計(jì)算溫度，℃。8) 折算系數(shù) K=k/(1+k)=(1+)= （337）9) 導(dǎo)出對(duì)流傳熱系數(shù) 外側(cè)=+K=+= w/m2k （338） 內(nèi)側(cè)=KhB= w/m2k （339） 端面=KhT= w/m2k （340）10) 畢渥數(shù)內(nèi)側(cè)面 Bi1=(R1－R2)/λr=(－)/= （341） 外側(cè)面Bi2=(R1－R2)=(－)= （342）11) 沿板卷徑向極值溫度的相對(duì)位置 μ=12) 板卷計(jì)算厚度 徑向Sr=φ1μ(R1－R2)= （343） 軸向Sz=hp/2= （344）13) 畢渥和傅立葉數(shù) 徑向Bir=S/λ=（345） For=arτ/S2=（346） 軸向Biz=S/λ= （347） Foz=azτ/S2= （348） 表36板卷在馬佛罩內(nèi)冷卻時(shí)板卷內(nèi)溫度分布hForFozthte25237355272393102919126531171231計(jì)算板卷冷卻時(shí)的溫度分布也是按照對(duì)流定律進(jìn)行的。其溫度場(chǎng)可以化為形狀簡(jiǎn)單物體的溫度場(chǎng)。冷卻初始溫度分布在外圍環(huán)境溫度恒定的條件下，板卷相應(yīng)的溫度按式子：，而==（937－872）/(20－937)=。板卷外側(cè)表面溫度和極點(diǎn)溫度按照下列公式計(jì)算：th=20+937，te=20+872。 由于其不安裝在生產(chǎn)線上，而是組成一個(gè)一定年成產(chǎn)規(guī)模和年總工時(shí)數(shù)的爐子工段。在計(jì)算時(shí)只計(jì)算了一臺(tái)爐子的工段，沒有涉及年生產(chǎn)規(guī)模和年總工時(shí)數(shù)[12]。1) 爐子裝載量 G=（DP2－dP2）ρMnp103=（－）77004103=88 t （349）2) 加熱周期 τb=23+2=25 h3) 冷卻時(shí)間 τoxn=6 h4) 全生產(chǎn)周期τ =τЗ+τx+τy+τH+τoxn+τP+τn=33h(，τЗ+τy+τP+τn對(duì)單剁料是12小時(shí))5) 爐子生產(chǎn)能力因?yàn)闋t子生產(chǎn)能力為單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出的物料總質(zhì)量。故得到爐子的生產(chǎn)能力為： P=G/τ = 罩式爐燃料消耗量計(jì)算由于在加熱初期和保溫期的燃料消耗變化很大，所以熱平衡分為兩段：第一段熱平衡是加熱開始（最初2小時(shí)內(nèi)），這時(shí)熱量消耗量最大（此段熱平衡決定出最大燃料消耗量和爐子的熱強(qiáng)度）；其余加熱時(shí)間和保溫時(shí)間全部屬于第二段（以該段的熱平衡確定爐子的平均燃料消耗量和單位熱耗量）[12]。設(shè)在整個(gè)計(jì)算過程中燃料消耗量為B(m3/h)。1) 燃料化學(xué)熱[10] Q燒=BQ低 （350）=B34776/3600= kw式中：B——燃料消耗量，m3/h； Q低——燃料的低發(fā)熱量，KJ/m3。2) 預(yù)熱空氣進(jìn)入爐膛物理熱 （351） Q空=B Ln(C空1t空—C空2 t環(huán)) =(1000—20)B/3600= kw 式中：Ln——空氣消耗系數(shù)為n時(shí)的實(shí)際空氣需要量，m3/m3； t空、t環(huán)——分別為進(jìn)入燒嘴時(shí)的空氣空氣預(yù)熱溫度和環(huán)境溫度，℃； C空C空2——分別為空氣在0~ t空℃和0~ t環(huán)℃的平均比熱，KJ/(m3℃)。3) 金屬加熱的熱消耗[12] 裝載量：G=88 t 加熱初期計(jì)算后的二分之一處溫度 （352） 加熱末期計(jì)算后的二分之一處溫度分別為 =172 ℃ （353） =824 ℃ （354） 式中：、板卷表面溫度和板卷最不利加熱點(diǎn)的溫度(℃)。 金屬平均比熱容 當(dāng)時(shí)，CM= kJ/kgK 當(dāng)時(shí)，分別為CM1= kJ/kgK CM2= kJ/kgK 熱消耗量分別為 QM1=(G/)() （355） =(2)(199－20) =800kw QM2=(G/)() （356） =(22)(889－20) =500kw4) 燃燒產(chǎn)物帶走的熱量[12] 燃燒產(chǎn)物排出的溫度：分別為800℃和1100℃ 燃燒產(chǎn)物含熱量：iN1=B1Vn(C廢膛1 t廢膛—C廢膛2t環(huán))=13333B1 KJ （357） iN2= B2Vn(C廢膛1 t廢膛—C廢膛2t環(huán))=18973B2 KJ （358）式中：iNiN2——分別為煙氣溫度為800℃和1100℃時(shí)煙氣帶走的熱量，KJ/h； B1 、B2——分別為加熱2小時(shí)和加熱到25小時(shí)時(shí)的燃料消耗量，m3/h； C廢膛1 、C廢膛2——分別為煙氣出爐時(shí)的和環(huán)境溫度下的比熱容，KJ/(m3℃)；t廢膛、t環(huán)——分別為煙氣出爐時(shí)的溫度和環(huán)境溫度，℃。 熱損失：QN1=(1/)iN1VT1= kw （359） QN2=(1/)iN2VT2= kw （360） 式中：iN——1m3(kg)燃料離爐燃燒產(chǎn)物的熱含量(MJ/m3)； VTVT2——分別為加熱2小時(shí)和22小時(shí)時(shí)的煙氣的體積，m3/m3。5) 通過砌體散熱損失 砌筑材料(mm)：耐火纖維板LYGX412(100mm)