123286 (689418), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Следовательно температура центра,

Определим время нагрева в сварочной зоне (IV участок)

tг=13150С;

Степень черноты газов

По номограмме находим

Откуда

Принимаем степень черноты металла определим величину коэффициента Ск. г. м.:

Для определения критерия Bi и коэффициента температуропроводности α находим из приложения VI и VII

Коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 1000 0С):

Отсюда критерий Вi будет равен:

На данном участке заготовка греется как массивное тело. Определим величину температурного критерия для поверхности металла.

Коэффициент температуропроводности будет равен

По номограмме для поверхности пластины находим величину критерия Фурье. F0=0,8

По номограмме для центра пластины по значениям F0 и Bi найдем

Следовательно температура центра,

Определим время выдержки (томления), пользуясь номограммой. Разность температур по сечению металла в начале выдержки составит:

Определим допустимую разность температур в конце выдержки, учитывая условие 2000С на 1м толщины заготовки;

2000С – 1 м

Тогда:

При

Средняя температура поверхности металла по толщине в зоне выдержки равна:

Находим коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 11110С):

Коэффициент температуропроводности будет равен:

Время выдержки будет равно:

Таким образом время пребывания металла в печи составит:

19

Определение основных размеров печи

Для обеспечения заданной производительности 120т/ч

В печи постоянно находится следующее количество металла.

Масса одной заготовки равна

Найдем число заготовок в печи:

При однорядном расположении заготовок:

Длина печи

Ширина печи В= l+δ2=4,3+2*0,28 =4,86м

Площадь активного пода

Площадь габаритного пода

Высоту печи принимаем ту, что была принята при предварительном расчете.

Всю длину печи делим на зоны пропорционально времени нагрева:

Длина методической зоны

Длина I-ой сварочной зоны

Длина II-ой сварочной зоны

Длина томильной зоны

Напряженность габаритного пода печи

Т. е значение близко к тому, которое задавалось при предварительном расчете.

Выберем для печи следующую футеровку:

Свод подвесного типа из шамота класса А, толщиной 300 мм, стены двухслойные (шамот класса А δ = 3345 мм). И тепловая изоляция из диатомита δ = 115 мм, под томильной зоны трехслойный (тальк δ = 230 мм, шамот класса Б δ = 230 мм, диатомит δ = 115 мм).

Составление теплового баланса печи

Выполняем конструктивную разработку печи. В данном примере расчета это сделать не возможно. При составлении теплового баланса печи приходилось отпускать некоторые статьи расхода тепла, не превышающие 5% всего расхода.

Приход тепла:

тепло от сжигания топлива:

,

где В - искомый расход топлива, м/ч3

тепло, вносимое подогретым воздухом:

тепло экзотермических реакций (примем угар 1%, теплота сгорания железе 5650кДж/кг)

Расход тепла:

При составлении теплового баланса опущены следующие статьи расхода:

А) потери тепла излучением через открытые окна;

Б) потери от химической неполноты сгорания;

В) потери от механической неполноты сгорания.

1. тепло, затрачиваемое на нагрев металла:

при

2. тепло, уносимое уходящими газами. Определим теплоемкость дымовых газов при tух =8000С;

3. потери тепла через кладку теплопроводностью.

Потери через свод

Толщина свода 0,3 м, материал шамот. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна температуре газов.

Средняя температура в печи:

Если считать, что температура наружной поверхности кладки около 500С, то средняя температура огнеупорного материала свода ~5900C.

По этой температуре выбираем коэффициент теплопроводности шамотного материала:

Таким образом, потери через свод составляют:

где α – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стен к окружающему воздуху, равный 71,2 кДж/(м2*ч*0С)

Потери через стены. Кладка стен выполнена двухслойной (шамот 345 мм, диатомит 115 мм)

Площадь стен, м2:

Методической зоны

Сварочной зоны

Томильной зоны

Торцевых

Полная площадь стен 162,73 м2

При линейном распределении температуры по толщине стены средняя температура шамота будет равна 5500С, а диатомита 1500С.

Следовательно.

Полные потери через кладку

4. Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаем равным 10% Qх прихода, то есть Qх+Qр

5. Неучтенные потери принимаем в размере 15% Q прихода тепла

Составим уравнение теплового баланса печи

Тепловой баланс печи сведем в табл.1; 2

Таблица 1

Таблица 2

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла составит

Выбор и расчет горелок

Принимаем, что в печи установлены горелки типа «труба в трубе».

В сварочных зонах 16 штук, в томильной 4шт. общее количество горелок 20шт. Определим расчетное количество воздуха приходящее на одну горелку.

где,

Vв - часовой расход воздуха;

ТВ - 400+273=673 К - температура подогрева воздуха;

N – количество горелок.

Давление воздуха перед горелкой принимаем 2,0 кПа. Следует что, требуемый расход воздуха обеспечивает горелка ДБВ 225.

Определим расчетное количество газа на одну горелку;

Где,

VГ =В=2667 часовой расход топлива;

ТГ =50+273=323 К - температура газа;

N – количество горелок.

8. Расчет рекуператора

Для подогрева воздуха проектируем металлический петлевой рекуператор из труб диаметром 57/49,5 мм с коридорным расположением их шагом

Исходные данные для расчета:

Часовой расход топлива В=2667 кДж/ч;

Расход воздуха на 1 м3 топлива Lα = 13,08 м3/м3;

Количество продуктов сгорания от 1 м3 горючего газа Vα =13,89 м3/м3;

Температура подогрева воздуха tв = 4000С;

Температура уходящих газов из печи tух=8000С.

Расчет:

Часовой расход воздуха:

Часовой выход дыма:

Часовое количество дыма, проходящего через рекуператор с учетом потерь дыма на выбивание и через обводной шибер и подсоса воздуха.

Коэффициент m, учитывая потери дыма, принимаем 0,7.

Коэффициент , учитывающий подсос воздуха в боровах, примем 0,1.

Температура дыма перед рекуператором с учетом подсоса воздуха;

,

где iух – теплосодержание уходящих газов при tух=8000С

Этому теплосодержанию соответствует температура дыма tД=7500С. (см. Рис.67(3))

5. Температура дыма за рекуператором

Где - теплосодержание воздуха при tВ=4000С;

27

- теплосодержание холодного воздуха

- коэффициент, учитывающий тепловые потери рекуператора в окружающую среду равный 0,9.

Этому теплосодержанию соответствует температура дыма tД=4400С.

Среднелогарифмический напор

коэффициент теплопередачи в рекуператоре

где, α` - коэффициент теплопередачи на дымовой стороне;

α`` - то же, на воздушной стороне,

где, - коэффициент теплоотдачи излучением,

- коэффициент теплоотдачи конвекцией.

Определим эффективную толщину газового слоя S

Средняя температура дыма в рекуператоре

При tД=5950С, S=0, 193 и αизл=9 Вт/(м2град)

Величина определяется по формуле

где, С=1+0,1*Х1/d=1+0,1*2=1,2

принимаем скорость дыма

Общий коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне

Коэффициент теплоотдачи на воздушной стороне

28

Средняя температура воздуха

Принимаем скорость воздуха

Коэффициент теплопередачи

Поверхность нагрева рекуператора;

Произведем компоновку редуктора

Число U образных элементов

Характеристики

Список файлов курсовой работы