Расчет трехзонной методической печи - Курсовая работа

Нагревательные печи непрерывного действия предназначены для нагрева металла перед горячей обработкой давлением.Содержание водяного пара в газах: , % Состав влажных газов определяется по формуле: , % Объемные доли компонентов в смешанном газе определяются по формуле: , % где Хдом = 0,1 и Хпр = 0,9 - доли доменного и природного газа в смешанном. Сведем в таблицу пересчитанные составы влажных газов: Таблица 1. Газ CH4 C2H6 CO2 O2 CO H2 N2 H2O Сумма?С - начальная температура металла, ?С - температура уходящих газов, ?С - температура газов в сварочной зоне, ?С - температура газов в томильной зонеШирина рабочего пространства печи: , м где: l = 5000 мм - длина заготовки, n = 2 - число рядов заготовок в печи; Эффективная длина луча: , м где: hm = 1 м - высота рабочего пространства печи в методической зоне; Приведенный коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учетом тепла, отраженного от кладки печи на металл: , где: - коэффициент теплового излучения материала, - коэффициент излучения абсолютно черного тела; Удельный тепловой поток: , где: К - температура уходящих газов, К - температура поверхности металла;Средняя температура газов в зоне: , ?С Средняя температура металла в зоне: , ?С где: , ?С k1 = 1 для пластины; Безразмерная температура на поверхности: , . Безразмерная температура в центре: .Эффективная длина луча: , м где: hсв = 2,6 м - высота рабочего пространства печи в сварочной зоне; Угловой коэффициент излучения кладки на металл: , . Приведенный коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учетом тепла, отраженного от кладки печи на металл: , .Средняя температура газов в зоне: ?С. Средняя температура металла в зоне: , ?С где: , ?С k1 = 1 для пластины; Безразмерная температура на поверхности: , . Безразмерная температура в центре: .Время нагрева металла в томильной зоне при тпов = const можно рассчитать с помощью графика Fo = f(?tкон/?tнач), где ?tкон и ?tнач - перепады температур по сечению металла в начале и в конце томильной зоны. Коэффициент, учитывающий неравномерность обогрева в сварочной зоне: .Длина зон печи: , м где: Р - производительность печи, ?1 - продолжительность нагрева в зоне, ?i - плотность металла при средней температуре в каждой зоне;Температура внутренней поверхности кладки: , ?С 5.1 [1]): Коэффициент теплопроводности огнеупорного материала (шамот класса Б): . 5.1 [1]): Коэффициент теплопроводности изоляционного материала (шамот легковес ШЛБ-0,4): .Температура внутренней поверхности кладки: , ?С 5.1 [1]): Коэффициент теплопроводности огнеупорного материала (шамот класса А): . 5.1 [1]): Коэффициент теплопроводности изоляционного материала (шамот легковес ШЛБ-0,4): .Температура внутренней поверхности кладки: , ?С 5.1 [1]): Коэффициент теплопроводности огнеупорного материала (шамот класса А): . 5.1 [1]): Коэффициент теплопроводности изоляционного материала (шамот легковес ШЛБ-0,4): .Потери через окно загрузки: Площадь окна загрузки: Потери: , КВТ где: - коэффициент диафрагмирования (рис. 3.7 [1]), - доля времени по истечении которого окно закрыто;Потери через смотровые окна: Количество смотровых окон: , .Потери через окно выгрузки: Площадь окна выгрузки: Потери: , КВТ где: - коэффициент диафрагмирования (рис. 3.7 [1]), - доля времени по истечении которого окно закрыто;.где:-удельный тепловой поток через стенку охлаждаемого элемента (рис.Удельный тепловой поток через стенку охлаждаемого элемента (рис.где: - начальная и конечная теплоемкости металла: , ;

.Уравнение теплового баланса: , где: - химическое тепло топлива, - физическое тепло топлива, - физическое тепло воздуха, - тепло экзотермической реакции окисления железа, - тепло уносимое с дымовыми газами;....Приходные и расходные статьи баланса Химическое тепло топлива 16982 79,23 Нагрев металла 12654 57,72 Физическое тепло подогретого топлива 1164 5,43 Потери через кладку 105 0,48..В курсовом проекте проведен расчет трехзонной методической печи и определены следующие ее параметры: температура газов и заготовки на входе и выходе из зон, основные размеры печи (ширина пода, высота зон, длина зон).

Содержание

1. Расчет горения топлива

2. Температурный режим нагрева металла

3. Нагрева металла

3.1 Методическая зона

3.1.1 Расчет коэффициента теплоотдачи в методической зоне

3.1.2 Нагрев металла в методической зоне

3.2 Сварочная зона

3.2.1 Расчет коэффициента теплоотдачи в сварочной зоне

3.2.2 Нагрев металла в сварочной зоне

3.3 Томильная зона

3.3.1 Нагрев металла в томильной зоне

4. Длина печи и напряжение пода

5. Тепловой баланс печи

5.1 Расход тепла

5.1.1 Потери тепла через кладку печи

5.1.1.1 Потери тепла через кладку печи в методической зоне

5.1.1.2 Потери тепла через кладку печи в сварочной зоне

5.1.1.3 Потери тепла через кладку печи в томильной зоне

5.1.2.1 Потери тепла излучением через открытые окна в методической зоне

5.1.2.2 Потери тепла излучением через открытые окна в сварочной зоне

5.1.2.3 Потери тепла излучением через открытые окна в томильной зоне

5.1.2.4 Суммарные потери тепла излучением через открытые окна

5.1.3.1 Потери тепла с охлаждающей водой в методической зоне

5.1.3.2 Потери тепла с охлаждающей водой в сварочной зоне

5.1.4 Тепло, затраченное на нагрев металла

5.1.5 Неучтенные потери тепла

5.2 Расход топлива

5.3 Приход тепла

5.3.1 Химическое тепло топлива

5.3.2 Физическое тепло подогретого топлива

5.3.3 Физическое тепло воздуха

5.3.4 Тепло экзотермических реакций

5.4 Тепло, уносимое продуктами сгорания

5.5 Технологический КПД

5.6 Коэффициент использования топлива

Заключение

Литература

Нагревательные печи непрерывного действия предназначены для нагрева металла перед горячей обработкой давлением. В прокатном производстве черной металлургии основными типами таких печей являются толкательные печи, печи с шагающим подом и шагающими балками, кольцевые печи.

Тепловые расчеты методических печей выполняются как при их проектировании (проектные), так и в процессе эксплуатации (поверочные). В первом случае целью расчета является определение основных размеров печи, ее температурного и теплового режимов, расхода топлива и воздуха. Во втором случае расчеты производятся с целью установления режимов работы существующей печи при изменении ее производительности, вида топлива или каких-либо иных параметров.

В курсовом проекте проведен расчет трехзонной методической печи и определены следующие ее параметры: температура газов и заготовки на входе и выходе из зон, основные размеры печи (ширина пода, высота зон, длина зон). Рассчитано время нагрева металла в каждой зоне. Рассчитаны основные потери и на основании этого расчета определен расход топлива на печь, составлен материальный баланс печи, определен технологический КПД печи и коэффициент использования топлива.

1. Расчет нагревательных печей: Учебное пособие для курсового проектирования Степанцова Л.Г. - Челябинск: ЧПИ, 1989.

2. Задачник по теплопередаче: Учебное пособие. Е. А. Краснощеков, А. С. Сукомел. - Москва, Энергия, 1980 г.

3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. В. А. Григорьев, В. М. Зорин. - Москва, Энергоатомиздат, 1983 г.

4. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки: Учебник для вузов. И.И. Перелетов, Л.А. Бровкин и др. - Москва, Энергоатомиздат, 1989 г.

5. Проектирование и эксплуатация огнетехнических установок: Учебное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1988 г.

Размещено на