Вопрос о расчете температуры снаружи стенки с равномерной теплопроводностью
Thread Content
У нас на заводе есть печь, в которой для нагрева используются графитовые электроды. Стенки печи выложены из три слоя теплоизоляционных огнеупорных кирпичей толщиной 650 мм. В этих кирпичах имеются круглые отверстия; графитовые электроды проходят через эти отверстия и попадают внутрь печи для нагрева. Площадь поперечного сечения электродов составляет 63,6 квадратных сантиметров. Температура внутри печи составляет примерно 1400°C. Я хочу рассчитать температуру графитовых электродов на внешней стенке печи. Расчет проводится следующим образом, но у меня есть сомнения относительно его корректности. Прошу совета. Известно, что коэффициент теплопроводности графитового электрода составляет 121 Вт/К·м, мощность нагрева электрода — 64 кВт, а коэффициент мощности равен 0,7. Процесс расчета выглядит следующим образом: 64*10^3*0,7 = KA. Также имеем уравнение (1400–T) = 121/0,65*63,6*10^-4*(1400–T). Решая это уравнение, получаем 3,78*10^4 = 1400–T. Однако полученная таким образом температура оказывается отрицательной. Хотел бы спросить, в чем заключается ошибка. Просьба дать указания. Спасибо
Личное мнение: кажется, для решения этой задачи следует использовать формулы теплопроводности, но автор использует формулы теплообмена конвекцией. Буду терпеливо ждать, пока появится мудрец, чтобы дать ответ!
Площадь была рассчитана неправильно; автору следует использовать площадь поверхности электрода, а не его поперечную площадь. Причина проста: передача тепла за счёт излучения происходит не только через поперечную площадь, но и по всей внешней поверхности электрода. Температура электрода, вероятно, составляет около 100°C; она должна быть ниже, чем температура стального корпуса. . Посчитайте сами. У излучения тоже есть коэффициент передачи тепла. Что касается передачи тепла в электродных печах, рекомендуется автору обратиться к более специализированным книгам. В материалах по химической инженерии обычно не проводятся такие расчеты. Рекомендую ознакомиться с руководствами по процессам производства стали, особенно по использованию электрических печей для ее производства.