123589 (689528), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

1 — печь; 2, 8 — вентиль вакуумный сильфонный ; 3, 5 — регулирующий вентиль; 4 — редуктор; 6 — электропневматический кран; 7 — фильтр; 9 —мановакуумметр, 10 — труба 11 — электронный блок

Рисунок 2 - Схема газодинамического перемешивания металла в вакуумной печи

Загружать нишу большими порциями или крупногабаритными, неразрезанными кусками возможно, используя конструкции пламен­ных отражательных печей со съемными или сдвигаемыми сводами (рисунок 4) Кратковременность операции загрузки повышает КПД и производительность печи.

На некоторых зарубежных заводах крупногабаритный лом, силь­но загрязненный конструкционно связанным железом, переплавля­ют в шахтных печах. Эти печи работают с более высоким тепловым КПД (~ 60 %), поскольку загружаемая и движущаяся сверху вниз шихта прогревается идущими навстречу горячими отходящими га­зами. В печь можно загружать почти не разделанную шихту, без под­сушки (влажную) объемом до 10 м за одну завалку, что повышает производительность печи и труда обслуживающего персонала.

1 — плавильная камера, 2 - копильник; 3 - соединительный газоход; 4 — дымоход окно; 5 - рекуператор, 6 - рабочее окно; 7 — заслонка рабочего окна, 8 - откос для выгреба; 9 - переточный желоб; 10—летка; 11 - ось грелки

Рисунок 3- Схема противоточной отражательной печи с крупными камерами

1 — емкость для жидкого кислорода; 2 - испаритель; 3 - фильтр; 4 редуктор; 5 - клапан с электромагнитным затвором; 6 - вентиль-дозатор, 7- расходомер, 8 — распылитель; 9 — воздуховод

Рисунок 4 - Схема подачи кислорода в дутье

2 Расчет печи

Соотношение с единицами СИ некоторых ранее применившихся единиц

Длина: ^-10

1А =10^-10 м = 10^-8 см =10^-7 мм = 10^-4 мкм

1 мкм =10^-6 м = 10^-4 см = 10^-3 мм

1нм = 10^-9 м =10^-7 см = 10^-6 мм = 10^-3 мкм

Мощность, работа и энергия:

1 Вт ч = 3600Дж

1 кВт ч = 3,6*10^-6 Дж = 3,6 МДж = 8,6*10^-2 ккал

1 ккал/ч - 1,163 Вт

1 Вт = 0,860 ккал/ч = 3,6 кДж/ч

1 Дж = 2,39*10^-4 ккал = 2,78*10^-7 кВтч

Давление:

1 Па = 10^-5 бap = 9,87*10^-6 атм = 7,50*10^-3 мм рт. ст.

1 атм = 1,01*10⁵ Па = 1,01 бар = 7,6*10² мм рт. ст.

1 Торр = 1 мм рт. ст. = 1.33*10² Па = 1,33*10^-2бар =

= 1,32*10^-3 атм

1 Па = 1 Н/м² кг/(м с²)

Теплота

Удельная теплоемкость:

1 Дж/(кг К)=2,39*10^-4 ккал/(кг °С)

1 ккал/(кг °С) =4,19*10³ Дж/( кг К)

Теплопроводность:

1 Вт/(м К) = 0,860 ккал/(ч м °С)

1 ккал/(ч м °С) = 1,163 Вт/(м К)

Коэффициент теплообмена (теплоотдачи), коэффициент теплопередачи:

1 ккал(ч м² °С) =1,163 Вт/(м² К)

1 ккал/(с см² °С) = 41,868 кВт/(м² К)

Поверхностная плотность теплового потока:

1 ккал(ч м²)= 1,163 Вт/м².

1 Мкал(ч м² ) = 1,163 кВт/м²

Тепловой расчет круглой двухкамерной отражательной печи

Исходные данные:

Площадь пода плавильной зоны и копильника, м² …. по 28

Площадь свода плавильной зоны и копильника, м²… по 34 Температура в рабочем пространстве печи;

плавильной зоны, °С.......................................1100

копильника, "С..................................................1000

Производительность печи, т/ч................................5,4

Теплота (природный газ) сгорания 1 м³ (приведен­ная к нормальным условиям),используемого топлива,кДж....................................................35400

Состав шихты, %: (90÷92)Al + (8÷10) примеси (Fe, Mg, Si, Zn, Сu и др.),

Материальный баланс плавильной зоны:

Принимаем коэффициент избытка воздуха α = 1,1.

Объем воздуха, необходимого для сжигания 1 м³ (приведенного к нормальным условиям) природного газа L₀ = 9,12 м³

Объем воздуха, необходимого для сжигания 1 м³ (приведенно­го к нормальным условиям) природного газа с учетом коэффици­ента избытка:

L= L₀ * α =9,12*1,1 = 10,03 м³

Объем продуктов горения при сжигании 1м³ (приведенного к нормальным условиям) газа V0 =10,05 м³, с учетом коэффициента избытка воздуха:

V= V₀ + (α -1)*L₀ =10,05+(1,1-1)*9,12=10,96 м³

Приход тепла

1.Количество тепла от горения топлива:

Q_T = B* Q_н =35400 В,

где B - расход топлива (приведенный к нормальным условиям), м³\ч; Q_н - низшая теплотворная способность топлива, кДж/ м³,

2. Количество тепла, вносимого подогретым воздухом:

Q_в =B* С_в *L* tв=В*1,31*200*10,03=В*2628 кДж/ч

где С_в - удельная теплоемкость воздуха, кДж/(м*К); tв - тем­пература подогретого воздуха, °С.

3. Количество тепла от экзотермических реакций:

Q_экз=A*G,

где А - суммарное количество тепла от окисления алюминия, кДж/кг; G-угар металла, кг/ч.

По практическим данным угар алюминии и среднем составляет 2 %,

G=4220*0,02=84,4 кг/ч, тогда

Q_экз=(Q\M)*G=1570/26.97*84.4*10³ кДж/ч,

где Q - тепловой эффект реакции окислении алюминия, кДж/(г*моль), М - молекулярная масса алюминия, г.

4. Суммарный приход тепла:

Q_т= Q_в + Q_экз = В*3540 + В*2628 + 4910*10³ кДж/ч

Расход тепла

1.Тепло на нагрев, расплавление и перегрев металла (алюминия);

где G_Al - масса алюминия в сплаве шихты, кг/ч; t1, t2, t3 - температура алюминия, поступающего в печь, температура плавления алюминия и температура перегрева металла, °С, соответственно; C_p1,C_p2,C_p3 -удельные теплоемкости алюминия при t₁, t₂, t₃ кДж/(кг К), соответственно; χ_Al - теплота плавления алюминия, кДж/кг,

2. Тепло на нагрев и расплавление флюсов:

где G_KCl,G_NaCl - масса КСl и NaCI, кг/ч; t₁,t₂ - температура флю­са, загружаемого в печь, и температура нагрева, °С, соответст­венно; C_p1,C_p2 и C’_p1,C’_p2 - удельные теплоемкости КСl и NaCI

при соответствующих температурах, кДж/(кгК); χ_KCl,χ_NaCl – скрытая теплота плавления KCI и NaCI, кДж/кг, соответственно

3. Тепло на нагрев и плавление примесей:

где G_прим – масса примесей, поступающих в печь, кг/ч; ΔH800,ΔH20 - энтальпии примесей при 800 и 20°С кДж/ч,

4. Полезный расход тепла:

5. Тепло, уносимое отходящими газами:

где V_ух - объем отходящих г азов (приведенное к нормальным ус­ловиям), м3; t_ух - температура отходящих газов, °С; С_pyx - удель­ная теплоемкость отходящих газов, кДж/(м³*К),

6. Тепло от неполноты сгорания топлива:

Химическая неполнота горения природного газа равна нулю.

7. Тепло выгребов составляет 1 %:

Определение потерь тепла через кладку печи

1. Потери тепла через боковые стенки печи:

Температура на внутренней стенки кладки 1100 °С.

Кладка боковых стен состоит из шамота толщиной S₁=575 мм.

Теплопроводность шамота λ_ш=0,84 + 0,58 *10³* t_ср Вт/(мК).

Принимаем температуру окружающей среды 20°С, темпера­туру на наружной поверхности кладки t_н=135 °С.

Теплоотдача от наружной стенки в окружающую среду при такой температуре составит α_н =14,8 Вт/(м² *К).

Средняя температура в слое шамота:

t_ср =(1100+ 135)/2=617,5 °С;

λ_ш=0,84 + 0,58*10^-3*617,5=1,20 Вт/(м*К);

Тепловой поток (q₁) через 1 м длины цилиндрической футе­ровки:

где t₁ - температура на внутренней поверхности кладки, °С; t₀ –температура окружающей среды, °С; d₂ и d₁ - диаметр наружной и внутренней кладки, м, соответственно.

Проверка предварительно принятой температуры на наружной поверхности кладки:

Принимаем t_н =140 °С.

2. Потери тепла через боковые стенки кладки печи:

Q_бок = q₁ *l = 143600*2.96 = 425000 кДж/м,

3. Потери тепла через кладку пода печи:

первый слой шамот класса А толщиной S1=575 мм;

второй слой шамотный порошок, толщиной S2=132 мм;

третий слой - шамот толщиной S3=204 мм;

четвертый слой - диатоминовый кирпич толщиной S4=204 мм;

λ₁ = 0,84+ 0,5810^-3 t Вт/(мК);

Характеристики

Список файлов курсовой работы