Расчет нагревательной печи
Особенность определения содержания водяного пара в газах. Расчет теплоты сгорания доменного и коксового газов и их смеси. Проведение исследования температурного режима нагрева металла. Основной подсчет коэффициента теплоотдачи в методической зоне.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.03.2021 |
Размер файла | 740,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Изм. |
Кол.уч |
Лист |
№док. |
Подп. |
Дата |
|||
Разработал |
Стадия |
Лист |
Л01-*****истов |
|||||
Проверил |
У |
3 |
28 |
|||||
Нор.контр. |
||||||||
Утв. |
Министерство образования Российской Федерации
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»
Задание
На курсовую работу
По дисциплине «промышленные печи»
Руководитель курсовой работы: Реш А.Г.
Зав. кафедрой ПТЭ Осинцев К.В.
Задание
На курсовую работу
Факультет: Энергетический для студентов по направлению
Исходные данные (вариант 13):
Наименование печи: трёхзонная методическая толкательная печь .
Производительность: 180 т/ч
Нагреваемый металл: 15Г
Начальная температура материала: tн =15 єС
Конечная температура материала (поверхности): tпк = 1200°С
Конечный перепад температур по сечению слитка, заготовки: Д tк = 30°С
Вид топлива, калорийность:
доменный - 40 % ; коксовый 60%
Химический состав газов, %
газ |
СН4 |
C2Н6 |
СО2 |
О2 |
СО |
Н2S |
Н2 |
N2 |
Влажность |
|
Доменный |
0.3 |
- |
12.5 |
0.2 |
27.0 |
- |
5.0 |
55.0 |
40 |
|
Коксовый |
25.5 |
2.3 |
2.4 |
0.5 |
6.5 |
- |
59.8 |
3.0 |
35 |
|
Природный |
93.8 |
4.9 |
0.6 |
- |
- |
- |
- |
0.7 |
50 |
Температура уходящих газов: 800?
Температура подогрева воздуха: и газа:
Размер заготовки 150х150х8000 мм
Руководитель курсовой работы: Реш А.Г.
Зав. кафедрой ПТЭ Осинцев К.В.
Дата сдачи:
Оглавление
1. Расчёт горения топлива
2. Температурный режим нагрева металла
3. Нагрев 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 Определение 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. Тепловой баланс печи
4.1 Расход тепла
4.1.1 Потери тепла через кладку печи
4.1.2 Потери тепла излучением через открытые окна
4.1.2.1 Методическая зона
4.1.2.2 Сварочная зона
4.1.2.3 Томильная зона
4.1.3 Потери тепла с охлаждающей водой
4.1.4 Тепло затраченное на нагрев металла
4.1.5 Неучтенные потери тепла
4.2 Расход топлива
4.3 Приход тепла
4.4 Тепло уносимое продуктами сгорания
4.5 Приходные и расходные статьи баланса
4.6 Технологический К.П.Д
Библиографический список
1. Расчёт горения топлива
Библиографический список 28 ППМ изоляция на стальной трубе представляет собой монолитную конструкцию
Для отопления нагревательных печей главным образом применяют газообразное топливо. Состав газообразного топлива задается в виде процентного содержания составных компонентов смеси. Влага задается в виде массы воды на единицу объема сухого газа W, г/м3.
1) Пересчитаем состав сухого газа на влажный, для этого определим содержание водяного пара в газах (формула 1.1 [1])
а) Доменный :
б) Коксовый :
и состав влажных газов (формула 1.2 [1])
где: xiвл, xiс - объёмные доли компонента соответственно во влажных и сухих газах. Пересчитанные составы сводим в таблицу 1:
Таблица 1
газ |
СН4 |
C2Н6 |
СО2 |
О2 |
СО |
Н2 |
N2 |
Н2О |
Сумма |
|
Доменный |
0,29 |
- |
11,91 |
0,19 |
25,72 |
4,76 |
52,39 |
4,74 |
100% |
|
Коксовый |
24,44 |
2,21 |
2,3 |
0,48 |
6,23 |
57,3 |
2,87 |
4,17 |
100% |
|
Смешанный |
14,78 |
1,326 |
6,144 |
0,364 |
14,026 |
36,284 |
22,678 |
4,398 |
100% |
2) Рассчитаем теплоту сгорания доменного, коксового газов и их смеси (формула1.5 [1]).
Где : - доли компонентов входящих в состав газа , в %
а) доменный газ:
б) коксовый газ:
Qpн2=0,1276,23+0,10857,3+0,35824,44+0,6362,21=17,135(МДж/м3)
в) смешанный:
Qpнсм=Хкокс Qpн1+ Хпр Qpн2=0,4 3,88+0,6 17,135=11,833(МДж/м3)
3) Рассчитаем состав смешанного газа (формула 1.4 [1]):
,
хсмСН4=0,290,4+24,440,6=14,78 %
хсмС2Н6=00,4+2,210,6=1,326 %
хсмСО2=11,910,4+2,30,6=6,144%
хсмО2 =0,190,4+0,480,6=0,364%
хсмСО =25,720,4 +6,230,6 =14,026 %
хсмН2 =4,760,4+57,30,6=36,284 %
хсмN2 =52,390,4+2,870,6=22,678%
хсмН2О =4,740,4+4,170,6=4,398%
4) Расход кислорода на горение смешанного газа (формула 1.6 [1]):
VО2 =0,01[0,5(14,026+36,284)+(1+1)14,78+(2+6/4)1,326- 0,364] = =0,590(м3/м3)
5) Действительный расход воздуха (формула 1.7 [1]):
Vв =(1+k) VО2 =1,1(1+3,762) 0,590=3,09 (м3/м3)
- коэффициент расхода воздуха
k - отношение объёмных содержаний N2, O2 в дутье
6) Объём компонентов продуктов сгорания: (формула 1.8 [1]
VСО2 =0,01[ СО2 + СО+Н2S+m СmHn)
VСО2 =0,01[6,144+14,026+0+1 14,78+21,326]=0,376
VН2О =0,01(Н2О+Н2+Н2S+0,5n СmHn)
VН2О =0,01(4,398+36,284+0+0,5(4 14,78+61,326)=0,742
V N2 =0,01 N2 +k VО2= 0,01 22,678 +1,1 3,7620,59=2,668
V О2 =(-1) V О2 =0,1 0,59=0,059
7) Общий объём продуктов сгорания (формула 1.9 [1]):
Vd=0,376+0,742+2,668+0,059=3,845 (м3/м3)
8) Состав продуктов сгорания (формула 1.10 [1])
,
,
,
,
компоненты |
сумма |
||||
СО2 |
Н2О |
N2 |
O2 |
% |
|
9,779 |
19,298 |
69,389 |
1,534 |
100 |
2. Температурный режим нагрева металла
Под режимом нагрева подразумевают характер изменения температуры печных газов и металла во времени. Характер температурного режима нагревательной печи определяется пластичностью материала, массивностью нагреваемых изделий, начальным и требуемым конечным состоянием металла, конструктивными особенностями печи.
При трехступенчатом режиме имеются три теплотехнические зоны: методическая, сварочная и томильная.
Трёхступенчатый режим нагрева металла.
- начальная температура металла (10°С)
- температура уходящих газов (800°С)
- температура сварочной зоны (1300°С)
- конечная температура поверхности металла (1200°С)
- температура газов в томильной зоне (1230°С)
- конечный перепад температур по сечению слитка (30°С)
- температура поверхности металла
- температура середины материала.
3. Нагрев металла
3.1 Методическая зона
Одним из факторов, лимитирующих скорость нагрева металла, являются термические напряжения, обусловленные разностью температур. Наружные, более нагретые слои, стремятся расшириться и находятся, поэтому в сжатом состоянии. Внутренние, более холодные слои, подвержены при этом растягивающим усилиям. Если эти напряжения не превосходят предела упругости, то с выравниванием температуры по сечению термические напряжения исчезают. Сталь (за исключением некоторых специальных марок) обладает упругими свойствами до температуры 450 500 0С, выше этой температуры переходит в пластическое состояние. Следовательно, температурные напряжения должны учитываться до перехода металла из упругого состояния в пластическое. Поэтому рекомендуется медленный (методический) нагрев заготовок до тех пор, пока температура центра не превысит 500 0С.
3.1.1 Расчет коэффициента теплоотдачи в методической зоне
1) Найдём парциальное давление поглощающих компонентов смеси:
,
,
2) Ширина рабочего пространства печи (формула 2.1 [1])
B=nl+(n+1)0,3=18+(1+1)0,3=8,6 м
где: l - длина заготовки ; n - число рядов заготовок в печи
3) Эффективная длина луча:
,
- высота рабочего пространства печи в методической зоне.
4) Определим степень черноты газов: (По табл. П3 и П4 [1])
=0,13
=0,24
-определены при температуре уходящих газов (800°С)
5) Определим интегральный коэффициент излучения (формула 3.9 [1]):
=0,13 +1,1 0,27=0,427
6) Определим угловой коэффициент излучения кладки на металл:
,
7) Определим приведённый коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учётом тепла, отражённого от кладки печи на металл (формула 3.39 [1])
ем = 0,8 - коэффициент теплового излучения материала (табл. П2 [1]);
с0 = 5,67 Вт/(м2·К) - коэффициент излучения абсолютно чёрного тела;
=3,50 Вт/(м2К)
6) Удельный тепловой поток
Тм - температура поверхности металла, К
Тг - температура уходящих газов, К
Тм =tм+273=15+273=288 К
=46153,76 Вт/(м2)
9) Определим коэффициент теплоотдачи в начале методической зоны:
=58,795 Вт/(м2К)
10) Коэффициент теплоотдачи в конце методической зоны:
при температуре в конце методической зоны 1300 °С: (По табл.П3 и П4 [1])
;
=0,1 +1,1 0,16=0,276
11) Определим приведённый коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учётом тепла, отражённого от кладки печи на металл (формула 3.39 [1] )
=2,604 Вт/(м2К)
12) Удельный тепловой поток
,
13) Определим коэффициент теплоотдачи в конце методической зоны:
,
14) Определим средний коэффициент теплоотдачи по крайним значениям в начале и в конце зоны
=110,099 Вт/(м2К)
3.1.2 Нагрев металла в методической зоне
1) Определим среднюю температуру газов в зоне:
2) Средняя температура металла в зоне:
- температура поверхности металла (15°С - в начале, 600°С - в конце зоны)
k1 = 1 - для пластины
tсер - температура середины металла (15°С - в начале, 498°С - в конце
зоны)
tмнач=15?
tмкон=600-(2/3)(600-498)=532?
tм=0,5(15+532)=273,5?
По этой температуре находим коэффициент теплопроводности материала -сталь 15Г. Химический состав согласно
Суммарная добавка к железу остальных элементов (в % по массе) составляет =2%.
Тогда =38, 27 Вт/(м?) (по таблице IV - 5 [2]).
4) коэффициент температуропроводности:
=9,1110-6 (м2/с)
где: Сср=0,538кДж/(кг?) ;=7810 кг/м3
5) Вычислим число Био:
где: д ? 0,5S
S ? 150 мм - толщина заготовки
0,216
6) Безразмерная температура поверхности заготовки
,
7) Определяем число Фурье: (по рис.П.1.[1]): F0=3,5
8) По Bi и Fo используя номограмму П2 [1], находим 0,51
9) Используя номограммы П3 и П4 [1], определим температурный критерий: Фпов=0,32 ; Фсер=0,23.
10) ;
,
,
11) Уточним температуру на поверхности и середине материала:
,
,
Полученные значения температур незначительно отличаются от принятых (не более чем на 15…20 °С )
13) Определим время нагрева в методической зоне:
,
3.2 Сварочная зона
В сварочной зоне при ускоренном нагреве температура газов остается постоянной. Так как температура поверхности металла изменяется по ходу нагрева, то коэффициент теплоотдачи излучением будет также изменяться.
3.2.1 Определение коэффициента теплоотдачи в сварочной зоне
1) Эффективная длина луча:
,
Где : hсв ? 2,6 (м)- высота рабочего пространства печи в сварочной зоне
2) Определим степень черноты газов: (По табл. П3 и П4 [1])
=0,13
=0,21
-определены при температуре уходящих газов (1350°С)
5) Определим интегральный коэффициент излучения (формула 3.9 [1]):
=0,13 +1,110,21=0,361 Где : в = 1,13
6) Определим угловой коэффициент излучения кладки на металл:
,
7) Определим приведённый коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учётом тепла, отражённого от кладки печи на металл (формула 3.39 [1])
=3,28 Вт/(м2К)
8) Удельный тепловой поток в начале сварочной зоны :
Тм - температура поверхности металла, К
Тг - температура уходящих газов, К.
Тм=t_+273=618,56+273=891,56 К ;
,
9) Определим коэффициент теплоотдачи в начале сварочной зоны:
,
10) Удельный тепловой поток в конце сварочной зоны :
,
- конечная температура материала в сварочной зоне.
11) Определим коэффициент теплоотдачи в конце сварочной зоны:
,
12) Определим средний коэффициент теплоотдачи по крайним значениям в начале и в конце зоны:
=354,81
3.2.2 Нагрев металла в сварочной зоне
1) Определим среднюю температуру газов в зоне
2) Средняя температура метала в зоне:
- температура поверхности металла (618,56°С - в начале, 1200°С - в конце зоны)
k1 = 1 - для пластины
tсер - температура середины металла (514,69°С - в начале,1149 °С - в конце зоны) газ сгорание температурный теплоотдача
tмнач=618,56-(2/3)(618,56-514,69)=549,31?
tмкон=1200-(2/3)(1200-1149)=1166?
tм =0,5(549,31+1166 )=857,66?
3)По этой температуре находим коэффициент теплопроводности материала по таблице V.47 , стр.462 [6] - для кремнемарганцовистых сталей:
=32,6 Вт/(м К)
4) Коэффициент температуропроводности:
7,05110-6 м2/с
где: Сср=0,592 кДж/(кг?) ; =7810кг/м3
5) Вычислим число Био:
,
6)
7) По Bi и Ипов используя номограмму П2 [1], находим: F0=2,0
8) По Bi и Fo используя номограмму П2 [1], находим: Иcер=0,26
9) Используя номограммы П3 и П4 [1], определим температурный критерий : Фпов=0,55 ; Фсер=0,38
10)
,
,
11) Уточним температуру на поверхности и середине материала:
,
,
Полученные значения температур незначительно отличаются от принятых (не более 15…20 °С). 12) Определим время нагрева в сварочной зоне:
,
3.3 Томильная зона
3.3.1 Нагрев металла в томильной зоне
Температура продуктов сгорания в томильной зоне обычно выше на 30 - 50 0С выше конечной температуры поверхности металла.
Время нагрева металла в томильной зоне при tпов = Const можно рассчитать с помощью графика на рис 4.3 [1].
м = 0,5 - коэффициент, учитывающий несимметричность обогрева в сварочной зоне.
tнач=1200 -1131,91=68,09?
tкон=30? - перепады температур по сечению металла в конце томильной зоны. (задан )
1) F0=1,0 -по рисунку 4.3 [1] (при tкон/tнач =0,44)
tмнач=1200-(2/3)(1200-1131,91)=1154,6?
tмкон=1200-(2/3)(1200-1170)=1180?
tм =0,5(1154,6+1180 )=1167,3?
3) Коэффициент температуропроводности (при tм =1167,3?)
7,05110-6 м2/с
где: Сср=0,592 кДж/(кг?) ; =7810кг/м3
http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/15G
=32,6 Вт/(м К) по таблице V.47 , стр.462 [6] -
4) Определим время нагрева в томильной зоне:
13,3мин
5) Температуру газов в томильной зоне примем 1200+30=1230?
6) Высоту томильной зоны примем hт=1,6 м ([6], п.2.4, таблица 2.2.)
4 Длина печи и напряжение пода.
1)Определим длину зон печи :
где: P - производительность печи
фi - продолжительность нагрева в зоне
S - толщина заготовки (190 мм)
l - длина заготовки 8 м)
с - плотность металла при средней температуре в каждой зоне
смет=7810 кг/м3
св=7810 кг/м3
том=7810 кг/м3
мет=36,0 (мин)
св=26,6 (мин)
том=13,3 (мин)
=10,8 (м)
=7,98 (м)
=3,99 (м)
2) Длина активного пода (длина, на которой происходит нагрев металла):
=10,8+7,98+3,99=22,77 (м)
3) Длина полезного пода (длина печи, по которой происходит перемещение металла):
- коэффициент заполнения полезной длины.
=30,36 м
4) Длина габаритного пода печи:
Lг= Lп+ Lнр =30,36+1,5=31,86 м
- длина неработающего участка.
5) Напряжение активного пода:
Под На понимается удельная производительность печи, определяющая количество металла, нагреваемого на единице поверхности в единицу времени.
Fа - площадь активного пода
Fа= Lаln=22,7781=182,16 м2
=0,274 кг/(м2с)
4. Тепловой баланс печи
Тепловой баланс печи составляется для определения расхода топлива на нагрев металла и представляет собой уравнение, связывающее приход и расход тепла.
4.1 Расход тепла
Потери тепла теплопроводностью через кладку печи
Размещено на http://www.allbest.ru/
Изм. |
Кол.уч |
Лист |
№док. |
Подп. |
Дата |
|||
Разработал |
Стадия |
Лист |
Л01-*****истов |
|||||
Проверил |
У |
3 |
28 |
|||||
Нор.контр. |
||||||||
Утв. |
Распределение температуры в кладке печи.
4.1.1 Потери тепла через кладку печи
Таблица 5.1.1
Определяемая величина |
Расчётная формула |
зоны |
|||
мето-дич. |
сва-рочн |
то-мильн |
|||
Коэффициент диафрагмирова-ния |
0,642 |
0,659 |
0,609 |
||
Температура внутренней поверхности кладки |
916 |
1191 |
1206 |
||
Площадь теплоотдающей поверхности стен в зоне |
(мет. и свар.), м2 (том.), м2 |
43,20 |
82,992 |
12,77 |
|
Температура воздуха в цехе |
принимаем |
30 |
30 |
30 |
|
Температура наружной по- верхности стен |
принимаем |
82 |
89 |
83 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
13,108 |
13,821 |
13,47 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
6,908 |
7,142 |
6,941 |
||
Общий коэффи циент теплоот- дачи |
20,016 |
20,963 |
20,411 |
||
Толщина огне- упорного слоя |
по таблице 5.1. [1] |
116 |
348 |
232 |
|
Толщина изоля- ционного слоя |
по таблице 5.1. [1] |
232 |
232 |
348 |
|
Температура соприкоснове- ния слоёв |
740 |
810 |
990 |
||
Коэфф. тепло-проводности огнеупорного материала (шамот класс А) |
1,063 |
1,108 |
1132 |
||
Коэффициент теплопровод -ности изоляци- онного матери- ала (шамот легковесный ШЛБ - 0,9 ) |
0,385 |
0,393 |
0,413 |
||
Удельный тепловой поток через кладку |
1081,3 |
1199,44 |
1064,61 |
||
Уточним темпе- ратуру сопри- косновения слоёв |
735,5 |
795,3 |
979,2 |
||
Уточним темпе- ратуру наруж- ной поверхнос- ти кладки |
83,9 |
87,3 |
82,2 |
||
Тепловые поте- ри через стены зоны |
46,712 |
99,544 |
13,595 |
||
Суммарные тепловые поте- ри через стены |
159,851 |
||||
Площадь теплоотдачи поверхности свода |
92,88 |
68,628 |
34,314 |
||
Температура воздуха в цехе |
принимаем |
30 |
30 |
30 |
|
Температура наружной по- верхности стен |
принимаем |
100 |
124 |
125 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией |
14,645 |
15,983 |
15,940 |
||
Коэффициент теплоотдачи излучением |
7,524 |
8,414 |
8,453 |
||
Общий коэффи- циент теплоот- дачи |
22,169 |
24,397 |
24,393 |
||
Толщина огне- упорного слоя |
по таблице 5.1. [1] |
300 |
300 |
300 |
|
Толщина изоля- ционного слоя |
по таблице 5.1. [1] |
65 |
65 |
65 |
|
Температура соприкоснове- ния слоёв |
400 |
510 |
570 |
||
Коэффициент теплопровод -ности огнеу- порного мате- риала (шамот класс А) |
1,024 |
1,076 |
1,080 |
||
Коэффициент теплопровод -ности изоляци- онного матери- ала (шамот легковесный ШЛБ - 0,9 ) |
0,348 |
0,366 |
0,367 |
||
Удельный тепловой поток через кладку |
1569 |
2295 |
2354,2 |
||
Уточним темпе- ратуру сопри- косновения слоёв |
393,83 |
531,86 |
543,46 |
||
Уточним темпе- ратуру наруж- ной поверхнос- ти кладки |
100,770 |
124,11 |
126,5 |
||
Тепловые потери через свод зоны |
145,729 |
157,501 |
80,782 |
||
Суммарные потери через свод |
384,012 |
||||
Суммарные потери |
543,863 |
4.1.2 Потери тепла излучением через открытые окна
4.1.2.1 Методическая зона
а) Потери через окно загрузки:
1) Площадь окна загрузки:
Fокзаг= B2S=8,620,19=3,268 (м2)
2) Потери:,
Ф1 = 0,10 - коэффициент диафрагмирования (по рис 3.7 [1])
ш = 1 - доля времени по истечении которого окно открыто.
,
б) Потери через смотровые окна:
1) Количество смотровых окон:
n=Lмет/2,32=10,8/2,32=4,665 шт.
2) Размер окон:
3) Площадь смотровых окон: Fcм=0,4640,4645= 1,076 м2
4) Потери:
Ф1 = 0,10
ш = 0,15
,
4.1.2.2 Сварочная зона
а) Потери через смотровые окна:
1) Количество смотровых окон:
n=( Lсв/2,32)2=(7,98/2,32)26,887 шт.
2) Размер окон:
3) Площадь смотровых окон: Fcм=0,4640,4647= 1,507 м2
4) Потери:
Ф1 = 0,10
ш = 0,3
,
4.1.2.3 Томильная зона
а) Потери через смотровые окна:
1) Количество смотровых окон:
n=( Lтом/2,32)2=(3,99/2,32)2=3,444 шт.
2) Размер окон:
3) Площадь смотровых окон: Fcм=0,4640,4644= 0,86 м2
4) Потери:
Ф1 = 0,10
ш = 0,3
,
б) Потери через окно выгрузки:
1) Площадь окна выгрузки:
Fоквыг= B2S=8,620,19=3,268 (м2)
2) Потери :
Ф1 = 0,1
ш = 1
,
4.1.2.4 Суммарные потери тепла через открытые окна
Qизл.=56,62+2,8+15,68+7,45+94,37=176,92 кВт
4.1.3 Потери тепла с охлаждающей водой
а) Методическая зона
- удельный тепловой поток через стенку охлаждаемого элемента (по рис 5.3 [1])
10,8 (м)
Fохл - площадь поверхности глиссажных труб:
n = 8 - число труб ; d - диаметр труб
Fохл=dLметn=3,140,07610,88=20,6185 м2
124,38620,6185=2564,652 кВт
б) Сварочная зона
Площадь поверхности глиссажных труб
Fгл=dLсвn=3,140,0767,988=15,235 м2
165,71415,235=2524,616 кВт
Количество сдвоенных поперечных труб:
n= (Lсв/1,16)2=(7,98/1,16)2=13,7614 (шт)
Площадь поверхности сдвоенных поперечных труб:
Fпоп=dВn=3,140,0768,614=28,732 м2
165,71428,732=4761,337кВт
Полные потери с охлаждающей водой:
2564,652 +2524,616 +4761,337=9850,61 кВт
4.1.4 Тепло затраченное на нагрев металла
- конечная и начальная теплоёмкость металла
При tмнач=15? смнач=0,496 кДж/(кг К)
при tмкон=1170? смкон=0,592 кДж/(кг К)
,
4.1.5 Неучтенные потери тепла
Qнеуч=0,1( Qм+ Qкл + Qохл+ Qизл)=0,1(34260+543,863+9850,61+176,92)=4483,14 кВт
4.2 Расход топлива
Составим уравнение теплового баланса:
Где:
- химическое тепло топлива
- физическое тепло топлива
- физическое тепло воздуха
- тепло экзотермической реакции окисления железа
- тепло уносимое с дымовыми газами.
Qнр=11,833(МДж/м3).
Vd =3,845 (м3/м3) - объём продуктов сгорания ;
Vв =3,09(м3/м3) - действительный расход воздуха
hв - энтальпия подогретого воздуха hв=210,9кДж/м3
hд - энтальпия уходящих газов
hд=xi hi= xCO2 hCO2+ xН2О hН2О+ xN2 hN2 + xO2 hО2= 0,09779501,735+0,19298382,640+0,69389297,808+0,01534319,403=334,45кДж/м3
hт = t·cp - энтальпия подогретого топлива при
По таблице 1-11 [2] определяем теплоёмкости газов
срm= xiсi = ( xCO2 c'CO2+ xCO c'CO + xН2 c'Н2 + xN2 c'N2 + xН2О c'Н2О+ xCН4 c'CН4+ xC2Н6 c'C2Н6)=0,01(6,1440,815+14,0261,040+36,2841,428+22,6781,034+4,3980,915+14,782,448+1,3262,067)=1,378 hт =1001,378=137,8 кДж/кг=71,22 кДж/м3 =4,0 м3/с
4.3 Приход тепла
1) Химическое тепло топлива
Qх=QрнВт=118334,0=47343,31 (кВт)
2) Физическое тепло воздуха
Qфв= Вт Vв hв =4,03,09210,9=2606,724(кВт)
3) Физическое тепло подогретого топлива
Qфв= Вт hт =4,071,22=284,88(кВт)
4) Тепло экзотермических реакций
=4224 (кВт)
а = 0,015 - угар металла
4.4 Тепло уносимое продуктами сгорания
Qd= Вт Vd hd =4,03,845334,45=5143,841 (кВт)
4.5 Приходные и расходные статьи баланса
Таблица 5.5
Приходные данные |
кВт |
% |
Расходные данные |
кВт |
% |
|
1. Химическое тепло топлива |
47343,31 |
86,93 |
1. Нагрев металла |
34260 |
62,91 |
|
2. Физическое тепло воздуха |
2606,724 |
4,79 |
2. Потери через кладку |
543,863 |
1,00 |
|
3. Тепло экзотермических реакций окисления железа |
4224 |
7,76 |
3. Тепло уходящих продуктов сгорания |
5143,841 |
9,45 |
|
4. Физическое тепло подогретого топлива |
284,88 |
0,52 |
4. Потери с охлаждающей водой |
9850,61 |
18,09 |
|
5. Потери излучения через окна |
176,92 |
0,32 |
||||
6. Неучтённые потери |
4483,14 |
8,23 |
||||
ИТОГО: |
54 458,914 |
100 |
54 458,374 |
100 |
=9,9210-4 %
4.6 Технологический К.П.Д
,
4.7 Коэффициент использования топлива
,
,
Библиографический список
1 Расчет нагревательных печей.: Учебное пособие для курсового проектирования Степанцова Л.Г . - Челябинск : ЧПИ, 1989. - 44 с.
2 Промышленные печи : Справочное пособие для расчётов и проектирования, Казанцев Е.И.: Издание второе, дополненное и переработанное - Москва : Металлургия, 1975. - 451.с
3 Металлургическая теплотехника В 2-х томах. 2. Конструкция и работа печей: Учебник для вузов / Кривандин В.А. , Неведомская И.Н. - М.: Металлургия, 1986 г. 592 с
4 Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки: Учебник для вузов/ И.И. Перелётов, Л.А. Бровкин и др. - М. : Энергоатомиздат, 1989 г. - 336 с.
5 Проектирование и эксплуатация огнетехнических установок : Учебное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1988 г. -256 с
6 Расчет нагревательных и термических печей: Справ. изд. Под ред. Тымчака В.М. и Гусовского В.Л. М: , Металлургия,1983.480 с
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет горения топлива: пересчет состава сухого газа на влажный, определение содержания водяного пара в газах. Расчет нагрева металла. Позонный расчет внешней и внутренней задачи теплообмена. Технико-экономическая оценка работы методических печей.
курсовая работа [120,6 K], добавлен 09.09.2014Расчет горения смеси коксового и природного газов по заданным составам. Теплота сгорания топлива. Процесс нагрева металла в печах, размеры рабочего пространства. Коэффициент излучения от продуктов сгорания на металл с учетом тепла, отраженного от кладки.
курсовая работа [96,4 K], добавлен 05.12.2015Расчет горения топлива для определения расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания, температуры горения. Характеристика температурного режима и времени нагрева металла. Вычисление рекуператора и основных размеров печи, понятие ее футеровки.
курсовая работа [349,4 K], добавлен 30.04.2012Характеристика тепловой работы методических нагревательных печей. Тепловой расчёт методической печи, её размеры, потребность в топливе и время нагрева металла. Математическая модель нагрева металла в методической печи. Внутренний теплообмен в металле.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 20.06.2012Расчет теплового баланса четырехзонной методической печи. Определение времени нагрева и томления металла в методической и сварочной зонах. Тепловой баланс печи и расход топлива. Требования техники безопасности при обслуживании, пуске и эксплуатации печей.
курсовая работа [505,2 K], добавлен 11.01.2013Разработка температурного графика нагрева печи, определение интенсивности внешнего теплообмена в рабочем пространстве. Расчет горелочных устройств и металлического трубчатого петлевого рекуператора. Автоматическое регулирование тепловой нагрузки печи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.06.2011Теплотехнический расчет кольцевой печи. Распределение температуры продуктов сгорания по длине печи. Расчет горения топлива, теплообмена излучением в рабочем пространстве печи. Расчет нагрева металла. Статьи прихода тепла. Расход тепла на нагрев металла.
курсовая работа [326,8 K], добавлен 23.12.2014Расчёт горения топлива (коксодоменный газ) и определение основных размеров печей. Теплоотдача излучением от печи газов к металлу, температура кладки печи, её тепловой баланс. Расчёт времени нагрева металла и определение производительности печи.
курсовая работа [158,9 K], добавлен 27.09.2012Классификация и принцип действия обжарочной печи при обжаривании овощей. Устройство механизированной паромасляной печи. Методика расчёта обжарочной печи: определение расхода теплоты на нагрев, площади поверхности нагрева печи и нагревательной камеры.
практическая работа [256,0 K], добавлен 13.06.2012Конструкция толкательных методических печей. Профиль печного канала. Конструкция пода и транспортирующих устройств. Режим нагрева металла. Расчет горения топлива. Определение времени нагрева металла в методической зоне. Определение размеров печи.
курсовая работа [522,7 K], добавлен 29.10.2008