Данная статья может быть интересна как инженерам и изобретателям, так и учащимся, которые планируют связать свою жизнь с наукой и изобретениями.
Определение тепловых потерь через кладку паровых котлов связывается обычно с экспериментальным установлением полного баланса котельной установки: величина их находится как разность между тепловым эквивалентом топлива и суммой ряда расходных статей. Разумеется, все неточности, неизбежные при нахождении отдельных частей баланса, сказываются в сильнейшей степени на результатах подобного подсчета. В металлургических печах, где происходят, подчас, сложные химические реакции, сопровождаемые выделением или поглощением тепла, точное составление баланса становится делом исключительно трудным и приобретает характер тонкого экспериментального исследования.
Возможность непосредственного измерения потерь через кладку может значительно облегчить задачу исследования теплового режима печей, и поэтому занимает многих теплотехников, а также ученых, занимающихся конструкциями саун. Как ни странно, в сауне выделение тепла может приводить к смертельным случаям, и одним из самых известных среди них является трагедия на чемпионате мира по банному спорту.
Известно, что количество тепла, отдаваемое в час некоторой поверхностью, принимается пропорциональным величине этой поверхности и разности температур между охлаждаемым теплом и окружающим воздухом. Множитель пропорциональности, называемый обычно коэффициентом теплопередачи, не является здесь величиной определенной, а зависит от целого ряда обстоятельств. Например, от температуры тела, его формы к поверхности, состояния движения воздуха и т. д. Наружная поверхность обмуровки печей и котлов состоит большей частью из ряда вертикальных и горизонтальных плоскостей. Коэффициент теплопередачи для них может считаться, в первом приближении, известным. Этим обстоятельством можно воспользоваться для нахождения интересующих нас потерь.
Применение подобного метода наталкивается, однако, на серьезные затруднения — определение температуры на поверхности кладки. Обычные способы температурных измерений здесь неприменимы, так как всякий прикладываемый к поверхности обмуровки измеритель искажает тепловой режим данного участка, следствием чего является изменение первоначальной его температуры. Лучшим способом может считаться, по-видимому, осуществление специальной поверхности термопары — «щупа».
Идея его заключается в тепловой компенсации искажающих температуру влияний. При прикладывании к горячей поверхности обмуровки металлического диска, температура в месте соприкосновения падает, правда, при этом несколько возрастает тепловое сопротивление системы (увеличивается приведенная толщина стенки). И это обстоятельство обусловливает известное повышение температуры на поверхности кладок, но, с другой стороны, противоположное и более действенное влияние оказывает боковая поверхность накладки, а именно ее ребра, которые увеличивают отвод тепла от перекрытого места, понижая его температуру.
Да, температура в печи гораздо выше, нежели даже в самом жарком из мест планеты, но здесь задача заключается в ее максимальном сохранении. Путем ухудшения теплопроводности накладки (на металлический диск сверху накладывается теплоизоляционный слой) можно сконструировать компенсированный прибор с заделанной в диске тонкой термопарой, которая позволит измерять достаточно точно температуру на поверхности. Выверка прибора с целью осуществления полной компенсации производится в лабораторной обстановке с помощью специальных электрических плиток, температура которых может быть определена экспериментально.
Источник: http://www.top10.oddlife.info/
