Сайт «УралНИИстром» обновился! Новый стиль — прежняя надежность.

Общая теория печей

М. А. Глинков, Г. М. Глинков

Содержание 

  • Предисловие
     

  • Введение
     

  • ГЛАВА I. Общие сведения
     

    1. Энергия
       

    2. Оборудование
       

    3. Методология общей теории печей
       

    4. Физические и математические модели
       

  • ГЛАВА II. Термодинамические основы работы печей
     

    1. Энергия и эксергия
       

    2. Температура
       

    3. Термодинамические принципы анализа и конструирования печей
       

  • ГЛАВА III. Термокинетические основы работы печей
     

    1. Задачи внешнего и внутреннего теплообмена при нагреве твёрдых материалов
       

    2. …при фазовых превращениях в материалах
       

    3. …при нагреве жидких сред
       

  • ГЛАВА IV. Типовые режимы тепловой работы печей
     

    1. Классификация
       

    2. Печи-теплообменники
       

    3. Печи-теплогенераторы
       

  • ГЛАВА V. Радиационный режим
     

    1. Общие сведения
       

    2. Режим прямого направленного теплообмена
       

    3. Режим косвенного направленного теплообмена
       

    4. Режим равномерно распределённого теплообмена
       

    5. Основные положения по конструированию печей-теплообменников с радиационным режимом
       

  • ГЛАВА VI. Конвективный режим
     

    1. Общие сведения
       

    2. Конвективный проточный режим
       

    3. Конвективный циркуляционный режим
       

    4. Основные положения по конструированию печей-теплообменников с конвективным режимом
       

  • ГЛАВА VII. Массообменный режим (печи-теплогенераторы)
     

    1. Разуплотнённый, плавящийся слой
       

    2. Псевдоожиженное состояние зоны технологического процесса
       

    3. Жидкое состояние зоны технологического процесса
       

    4. Взвешенный слой как зона технологического процесса
       

    5. Основные положения по конструированию печей-теплогенераторов с массообменным режимом
       

  • ГЛАВА VIII. Электрический режим (печи-теплогенераторы)
     

    1. Общие сведения
       

    2. Особенности контактного (индуктивного) и индукционного подвода тока
       

    3. ЗТП в виде массивного твёрдого тела
       

    4. ЗТП в виде жидкого тела
       

    5. ЗТП в парогазовом состоянии
       

    6. ЗТП в сыпучем состоянии
       

    7. Основные положения по конструированию печей-теплогенераторов с электрическим режимом
       

  • ГЛАВА IX. Тепловые свойства ограждения печей
     

    1. Общие сведения
       

    2. Холодное ограждение
       

    3. Горячее ограждение — футеровка
       

    4. Конструктивные особенности футеровок
       

  • ГЛАВА X. Некоторые характеристики и принципы расчёта тепловой работы печей
     

    1. Температурный и тепловой режимы
       

    2. Принципы расчёта
       

  • Список литературы.
     

(Сопровождающее аннотированное описание к этому же изданию подтверждает концепцию: классификация по определяющему виду теплотехнического процесса и разбор типовых режимов; даны рекомендации по совершенствованию тепловой работы и конструкции. ) 


Подробное изложение (по главам)

Предисловие, Введение

Авторы ставят единую рамку: дать универсальную модель печи как системы «источник/перенос/потребление тепла + ограждение», построенную на современной (для времени издания) термодинамике и теплопередаче, и затем показать, как эта модель «распадается» на типовые режимы и конструкторские решения. Ключевой метод — классификация печей по доминирующему теплотехническому процессу (радиационный/конвективный теплообмен либо массо-/электрогенерация в зоне процесса). 

Гл. I. Общие сведения

Задаётся понятийный аппарат: энергия (формы, превращения в печи), оборудование (от нагревательных до плавильных агрегатов), методология (какие допущения допустимы, где нужна численная модель) и физико-математические модели (от «серых» поверхностей до многослойных систем, от идеализированных струй до реальных факелов). Это «слой абстракции», который дальше конкретизируется для каждого режима. 

Гл. II. Термодинамические основы

Раздел объединяет баланс энергии/эксергии, роль температуры как управляющего параметра и принципы анализа/конструирования: где ограничение задаёт U-значение ограждения, где — потери с дымовыми газами, где — эффективная температура излучающей полости. Эксергетический взгляд нужен для экономической толщины футеровки/изоляции и выбора способов подогрева/рекуперации. 

Гл. III. Термокинетика

Три «корневые» задачи:

  1. Внешний/внутренний теплообмен при нагреве твёрдых тел (радиация + конвекция снаружи, нестационарная теплопроводность в массиве),
     

  2. нагрев с фазовыми превращениями (скрытая теплота, фронт плавления/спекания),
     

  3. нагрев жидкостей (естественная/вынужденная конвекция, переохлаждения и пр.). Эти задачи дают «кирпичики» для последующих режимов.
     

Гл. IV. Типовые режимы

Важная развилка:

  • Печи-теплообменники — когда «двигатель» процесса вне ЗТП, а ЗТП только принимает тепло (нагревательные/термические, часть сушильных).
     

  • Печи-теплогенераторы — когда тепло генерируется в самой ЗТП (горение, электрический ток, химреакции). Дальнейшие главы V–VIII — подробная механика этих режимов.
     

Гл. V. Радиационный режим (печи-теплообменники)

Три характерных случая: прямой направленный (жёсткая «световая» связь), косвенный направленный (экраны/отражатели, подины) и равномерно распределённый (условная «чёрная полость»). Для каждого — целевые коэффициенты излучения, конфигурационные факторы, меры «выравнивания» температурного поля, и подбор геометрии/экранировок. Итог — конструкторские принципы для печей с доминирующей радиацией. 

Гл. VI. Конвективный режим (печи-теплообменники)

Проточный и циркуляционный подтипы: первый — при сквозном обтекании изделий/зон; второй — при развитых рециркуляциях и завихрении. Рассматриваются поля скорости/температуры, числа Рейнольдса/Нуссельта, способы усиления конвекции (форсунки, направляющие, переточки), а также компоновка для равномерности нагрева. 

Гл. VII. Массообменный режим (печи-теплогенераторы)

Разбираются разуплотнённые/плавящиеся слои, псевдоожижение, жидкие и взвешенные слои как ЗТП: источники/поглотители теплоты внутри объёма, кинетика горения/реакций, перенос массы/тепла. Для каждого — «правила» конструкции: подвод/отвод газов, удержание материала, предотвращение выноса. 

Гл. VIII. Электрический режим (печи-теплогенераторы)

Сопоставляются контактный (в т. ч. сопротивлительный/индуктивный) и индукционный способы подвода тока; отдельные модели для ЗТП как твёрдого массива, жидкого расплава, парогазовой и сыпучей фаз. Итог — перечень конструктивных приёмов для каждого случая. 

Гл. IX. Тепловые свойства ограждения

Два полюса: «холодное ограждение» (кессонированные/охлаждаемые стенки, близкие к температуре охлаждающей среды; применимы в вакуумных/электронно-лучевых печах) и «горячее ограждение» — футеровка (низкая λ, включённость внутренней поверхности в теплообмен). Обсуждаются гарнисаж, настылы, прочность/газоплотность, и конструктивные особенности футеровок. 

Гл. X. Температурные и тепловые режимы. Принципы расчёта

Собирает «всё вместе»: температурные профили, балансы (включая потери через ограждения и с уходящими газами), критерии выбора толщин/материалов, а также алгоритмы инженерного расчёта для основных режимов.
Хотите получить консультацию эксперта?
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время. Мы готовы предоставить консультацию по выбору материалов, расчетам и вопросам эксплуатации.