Проектирование нагревательной двухкамерной печи - Практическая работа

Данная печь предназначена для нагрева металла перед пластической обработкой на молоте, штампе или прессе. Во втором разделе определены размеры рабочего пространства печи: B =1,18 м, L=1,21 м, H = 0,654 м, а также время нагрева и количество заготовок. В третьем разделе приведен расчет параметров внешнего теплообмена, к которым относятся приведенный коэффициент излучения газов с учетом кладки на металл Сг-к-м , приведенный коэффициент излучения в системе печь - металл Сп-м и принятый в нулевом приближении коэффициент конвективной теплоотдачи ? = 50 Вт/(м2 К). В четвертом разделе произведено решение сопряженной задачи теплообмена методом ДУКУ с помощью программы SZT1.exe, получено температурное поле металла (на поверхности и в тепловом центре) и температура печи, которую необходимо поддерживать в рабочем пространстве, чтобы обеспечить заданные параметры качества нагрева металла.Горение топлива представляет собой процесс взаимодействия топлива с окислителем, сопровождающийся выделением тепла, а иногда и света. Роль окислителя выполняет кислород воздуха.В качестве топлива применяли природный газ магистрали Ставрополь - Невинномысск - Грозный, в состав которого по таблице 2.8 [3] входят следующие вещества: СН4 98,2% Расчет горения топлива представлен в таблице 1.1. 1.2 Суммарный объем продуктов горения Суммарный объем продуктов горения рассчитывается по формуле [4] Процентный состав продуктов горения определяется по формуле [4] ri = (1.3)Рабочее пространство печи представляет собой камеру, на поду которой размещен нагреваемый металл. Размеры рабочего пространства печи определяются шириной, длиной и высотой. Число заготовок, одновременно находящихся в печи, определяется по формуле [2] n= , (2.1) где G - производительность печи, =0,136 кг/с; g - масса одной заготовки, кг; ?0 - время нагрева металла, принятое в нулевом приближении, с. Масса заготовки рассчитывается по формуле [5] g=V·?ст, (2.2) где V - объем одной заготовки, м3; ?ст - плотность стали, кг/м3. Время нагрева рассчитывается по формуле [5] ?0=?·b, (2.3) где b - высота заготовки, см; ? - скорость нагрева металла, мин/см.К параметрам внешнего теплообмена относятся: 1) приведенный коэффициент излучения газов с учетом кладки на металл Сг-к-м; Так как расход топлива можно найти, рассчитав тепловой баланс рабочего пространства, то принимаем коэффициент конвективной теплоотдачи в нулевом приближении для камерной нагревательной печи со стационарным режимом нагрева ? = 50 Вт/(м2 К), и корректируем после расчета теплового баланса [2]. Приведенный коэффициент излучения газов с учетом кладки на металл рассчитывается по формуле [2] Для стали ст.35 принимаем степень черноты открытых участков металла ? = 0,8 [1], ?з = , (3.3) где ?з-п - эффективный угловой коэффициент затененных участков металла в печь [2] ?з-п = , (3.4) где Fзб, Fзт - соответственно затененные поверхности боковых и торцевых граней заготовок; ?бз-п, ?тз-п - эффективные угловые коэффициенты соответственно боковых и торцевых затененных поверхностей металла в печь [2] ?бз-п = ; (3.5) ?тз-п = , (3.6) где ?бп-з, ?тп-з - эффективныее угловые коэффициенты печи соответственно на боковые и торцевые затененные поверхности металла [2] ?бп-з = ; (3.7) ?тп-з = , (3.8) где ?бп-з, ?тп-з - геометрические угловые коэффициенты печи соответственно на боковые и торцевые затененные поверхности металла [2] ?бп-з= ; (3.9) ?тп-з= . Так как, расстояние от крайних заготовок до стены печи и расстояние между рядами заготовок равны ?3 = ?4, то, следовательно, геометрические угловые коэффициенты печи на боковые затененные поверхности металла и торцевые затененные поверхности металла равны ?бп-з = ?тп-з , следовательно, эффективные угловые коэффициенты печи на боковые затененные поверхности металла и торцевые затененные поверхности металла равны ?бп-з = ?тп-з , то эффективные угловые коэффициенты боковых затененных участков металла и торцевых затененных участков металла равны ?бз-п = ?тз-п.Решением системы (4.4), (4.5) определяются неизвестные и Тп, после чего рассчитываются температуры обогреваемой и необогреваемой поверхностей металла и перепад температур по сечению металла в конце нагрева: , (4.23) Приведенный коэффициент излучения в системе печь - металл определили в пункте 3 Физическая теплота воздуха начального периода нагрева металла определяется по формуле [2], КДЖ/м3(н) газа, , (5.3) где Lд - действительное количество воздуха на горение определили в пункте 1 температура уходящих из рабочего пространства продуктов горения для начального периода нагрева определяется исходя из данных пункта 4 средняя удельная теплоемкость продуктов горения в интервале температур от 273 К (0 ?С) до =1735,46?С=2008,46 К, находится как сумма средних удельных теплоемкостей составляющих продуктов горения, КДЖ/м3•К, = ССО2·RCO2 CH2O·RH2O CN2·r N2 CO2·r O2, (5.

Содержание

1. Расчет горения топлива

2. Определение размеров рабочего пространства печи

3. Расчет параметров внешнего теплообмена

4. Решение сопряженной задачи теплообмена

5. Тепловой баланс рабочего пространства печи

6. Выбор горелок

7. Выбор и расчет рекуператора