Характеристика секционных печей. Особенности теплопередачи, нагрева металла. Теплообмен в рабочем пространстве печи. Нагрев труб в секции. Расчет горения топлива, тепловой баланс печи. Результаты расчета теплового баланса. Размеры и параметры печи.
Аннотация к работе
Секционные печи скоростного нагрева применяют для нагрева больших партий однородного сортамента трубной заготовки и труб диаметром до 200 мм и длиной не менее 2,5-3 м. Иногда в этих печах нагревают квадратную заготовку небольших размеров. (секций) и расположенных между ними неотапливаемых тамбуров, в которых находятся транспортирующие ролики.В целом по печи температура в первых по ходу металла секциях может повышаться от секции к секции, ав последних перед выдачей секциях может быть несколько ниже. Для осуществления скоростного нагрева в секционных печах поддерживают более высокую разность температур между рабочим пространством печи и нагреваемой заготовкой, чем в других печах.При расчете нагрева металла в секционной печи каждая секция является расчетным участком. Температуру продуктов сгорания и кладки в секции считают постоянной. Расстояние от нагреваемого металла до кладки в секционных печах невелико, поэтому при расчете газовый слой в секциях считают лучепрозрачным.Площадь наружной поверхности трубы (на 1 метр длины): Площадь внутренней поверхности кладки секции (на 1 метр длины): Угловой коэффициент излучения кладки на трубу: Приведенный коэффициент излучения: Вт/ (м2*К4) где Cs=5,77 Вт/ (м2*К4) - приведенный коэффициент излучения а. ч. т.; ?м= ?кл=0,8 - степени черноты металла и кладки соответственно.Число Старка: Расчет коэффициента теплоотдачи излучением: Средний коэффициент теплоотдачи излучением: Коэффициент теплоотдачи излучением и конвекцией Коэффициент теплоотдачи конвекцией принимаем равным 10 % от коэффициента теплоотдачей излучениемПринимаем влажность исходного топлива W=10 г/м3. Калориметрическую температуру сгорания топлива определяем методом последовательного приближения. Теоретически необходимое количество воздуха для горения газообразного топлива: Действительное количество воздуха на горение топлива: Определяем физическое тепло, вносимое воздухом: Калориметрическая энтальпия продуктов сгорания ik равна: Калориметрическая температура горения: Зададим температуру tk’=1800°Си при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания: = (5186,81*1 4121,79*1,9 3131,96*8,27 3314,85*0,233) /11,4=3481,74 КДЖ/м3 Поскольку i2100>i0, то принимаем температуру tk’’=2000°Си снова находим энтальпию продуктов сгорания Теперь определяем калориметрическую температуру горения: Действительная температура продуктов сгорания: Материальный баланс1) Тепло, образующееся при сжигании топлива. 2) Физическое тепло, вносимое подогретым воздухом: , где Vв - расход воздуха на 1 м3 топлива ів=504,75 КДЖ/м3 - энтальпия воздуха при температуре 380 ОС. 2) Потери тепла с уходящими продуктами сгорания Определим температуру газов в зоне теплообмена: При t=9300СПриходная часть теплового баланса Топливо от горения топлива 347.9 86,96 Расходная часть теплового баланса Тепло, уносимое продуктами сгорания 160, 19 40.24 Удельный расход тепла определяется по формуле: , где - удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла, КДЖ/кг;Количество секций N=1По расходу газа выбираем 5 скоростных горелок СВП-60 Краткие характеристики горелки СВП-60 Расход газа, м3/ч 7.5 Температура воздуха перед горелкой,°С 360 Средняя скорость продуктов сгорания на срезе выходного отверстия горелки, м/с 200Согласно проведенным расчетам и исследованиям, можно сделать вывод о том, что данный режим работы печи целесообразен для нагрева труб низкоуглеродистой стали, так как он обеспечит равномерный быстрый нагрев заготовок по всей длине и ширине печи.
План
Содержание
1. Описание секционной печи
1.1 Общие характеристики секционных печей
1.2 Особенности теплопередачи
1.3 Особенности расчета нагрева металла
2. Расчеты
2.1 Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи
2.2 Расчет нагрева труб в секции
2.3 Расчет горения топлива
2.4 Тепловой баланс печи
2.5 Результаты расчета теплового баланса
2.6 Основные размеры и параметры печи
2.7Выбор типа и мощности горелок
Вывод
1. Описание секционной печи
Вывод
Согласно проведенным расчетам и исследованиям, можно сделать вывод о том, что данный режим работы печи целесообразен для нагрева труб низкоуглеродистой стали, так как он обеспечит равномерный быстрый нагрев заготовок по всей длине и ширине печи.