Определение времени нагрева и основных размеров пламенной методической печи. Потери теплоты теплопроводностью через кладку, расчет аэродинамического сопротивления дымового тракта. Вычисление высоты дымовой трубы, статьи прихода и расхода теплоты.
Аннотация к работе
3.3 Статьи прихода теплоты4.1 Блочный керамический рекуператорСостав влажного доменного газа определяю по формуле, %: . Состав влажного природного газа определяю по формуле, %: . Состав влажных доменного и природного газов свел в таблицу 1.1: Таблица 1.1 Теплота сгорания доменного газа определяется по формуле: . Расчет расхода воздуха на горение, расчет состава и количества продуктов сгорания ведется на 100 м3 газа при нормальных условиях и дается в табличной форме (Таблица 1.2).Общее время, пребывания металла в печи складывается из отрезков времени, которые определяются для отдельных участков печи. Большинство распространенных методов расчета времени нагрева металла выполняется при граничных условиях третьего рода, т. е. когда температура по длине печи неизменна.Площадь пода печи определяется по формуле: (2.1) где - производительность печи, т/ч; Для однорядного варианта расположения заготовок ширина печи равна: (2. Длина печи определяется по формуле: (2.3)Степень развития кладки определяется для каждой из рассматриваемых зон: 1) в методической зоне: ;Для расчета пользуются формулой Невского-Порта: (2.6) где Н - высота зоны (для методической - );Степень черноты газов: (2.7) где - степени черноты углекислого газа и водяных паров, соответственно: определяем по номограммам [6] в зависимости от температуры газа и произведения , - парциальное давление компонента газовой смеси (и ); Средняя температура газов в методической зоне: Парциальное давление компонентов газовой смеси можно рассчитать через их объемные доли: , (2.8) где - барометрическое давление. По номограммам [6] определяем для методической зоны. Откуда найдем степень черноты газов: Приведенный коэффициент излучения в системе газ - кладка - материал определяется для методической зоны по формуле: , (2.9) где - степень черноты металла; Средний по длине участка методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле 2.10: , (2.10) где и - соответственно температуры поверхности металла в конце и начале методической зоны, K (определяем по температурному графику);Определение степени черноты газов: Температура греющих газов в методической зоне, ОС: По номограмме [6, рис. Коэффициент теплоотдачи излучением определяю по формуле: (2.22) Определяем температурный критерий для поверхности материала: ,(2.24) где - температура поверхности материала на выходе из сварочной зоны , ОС. Принимаю температуру нижней поверхности материала на выходе из сварочной зоны Определение коэффициента температуропроводности: Температура нижней поверхности заготовки на выходе из сварочной зоны определяется из выражения: Погрешность между рассчитанным и принятым значением температур составляет, % : (2.28)Для обеспечения заданной производительности P = 3.6 т/ч, в печи должно одновременно находиться следующее количество металла, т: (2.36) При однорядном расположении заготовок: - общая длина печи: - площадь активного пода: - площадь габаритного пода: Высота отдельных зон печи сохраняем принятыми в предварительном расчете. Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева: - длина первой методической зоны: -Для расчета теплового баланса необходимо выбрать материал, из которого выполняются стены печи и их толщину. Для печи задается следующая футеровка: - свод подвесного типа выполнен из шамота класса А толщиной ?1=300 мм; В данном расчете такая разработка не проводится, поэтому некоторые статьи расхода тепла, не превышающие 5% от общего расхода, опускаются. 1.Теплота, затраченная на нагрев металла, КВТ: , (3.6) где - средняя по массе температура металла на выходе из печи, ОС: - теплоемкость материала при среднемассовой температуре на выходе из печи, Дж/(кг*ОС): =718.2 Дж/(кг*ОС); Теплота, уносимая уходящими газами, КВТ: .Расход воздуха, подаваемого в рекуператор: величину утечек газа в дымовые каналы принимаю 10%. Количество продуктов сгорания, покидающих установку (с учетом утечек воздуха): , (4.4) где - количество дымовых газов на входе в рекуператор, м3/м3: =1.778 м3/м3. Температуру уходящих дымовых газов после рекуператора получим из уравнения: , (4.6) Тогда температура дымовых газов на выходе из рекуператора будет равна: Погрешность между принятым и рассчитанным значением составляет: Поверхность нагрева рекуператора определяется из уравнения теплопередачи: , (4.7) где - коэффициент теплопередачи, Вт/м2·к; Температуре топлива на входе в рекуператор, ОС: Теплоемкость топлива при данной температуре, КДЖ/(м3*ОС): Температура топлива на выходе из рекуператора, ОС: Теплоемкость топлива при данной температуре, КДЖ/(м3*ОС): Температура дымовых газов на входе в рекуператор: Теплоемкость дымовых газов при этой температуре: Температуру уходящих дымовых газов после рекуператора получим из уравнения: .Потери напора в вертикальных каналах складываются из потерь на трение, местных сопротивлений (поворот на 90° и изменение скорости потока) и преодоления геометрического напора.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА И ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ПЕЧИ
2.1 Предварительное определение основных размеров печи
2.2 Определение степени развития кладки
2.3 Определение эффективности толщины газового слоя
2.4 Определение времени нагрева металла в методической зоне
2.5 Определение времени нагрева металла в сварочной зоне
2.6 Определение времени топления металла
2.7 Определение действительных основных размеров печи