Эскизный тепловой и электрический расчет камерной электропечи периодического действия

Определение геометрических размеров рабочей камеры. Расчет установленной мощности и тепловой расчет. Тепловой расчёт загрузочной дверцы. Расчётная площадь поверхности нагревателя. Принципиальная электрическая схема управления печью сопротивления.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 23.12.2010
Размер файла 393,9 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.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Электротехника и электроэнергетика»

Расчётно-графическая работа №1

Эскизный тепловой и электрический расчет камерной электропечи периодического действия

Вариант №5

Выполнил:

Ст. гр. ЭЛС-106

Девонина Е.В.

Проверил:

Колесник Г.П.

Владимир, 2009

Задание

Материал

садки

Вес G, кг

Насыпная

плотность у, кг/м3

Максимальная

t0 печи tп, 0С

t0 цеха t0, 0С

Время нагрева

садки ф, ч

Вес приспособлений из жароупора G', кг

Р18

60

2200

1050

20

1.6

10

1,6 ч. * 60 = 96 мин.

1 Геометрия рабочей камеры

Объём V, занимаемый садкой:

V=, м3

где G--вес садки кг; у -- насыпная плотность, кг/м3.

Принимаем условные размеры рабочей камеры: ширина А'=0,29 м, длина В'=0,31 м, высота С'=0,31 м, объем V'=0,29x0,31x0,31=0,028м3.

Нагреватели размещены открыто на крючках на боковых и задней стенке камеры. Припуски к условным размерам на размещение нагревателей 40мм на сторону, зазоры между нагревателями и садкой, стенками, сводом и садкой по 30мм, зазоры между поддонами 35мм. С учетом всех зазоров предварительные размеры камеры:

А=480 мм, В=460 мм, С=360 мм.

Площади стенок: боковых FСТ=0,17m2, задней и передней F3= FФР =0,18 м2, свода и пода FCB=FС=0,22 м2.

Окончательные размеры рабочей камеры определяются при рабочем проектировании печи из условия размещения нагревателей

2 Расчет установленной мощности и тепловой расчет

Полезная мощность Рпол рассчитывается по формуле:

Средняя удельная теплоёмкость садки в интервале температур 50-10500С (табл. 5) с=699 Дж/кг0С.

Мощность, расходуемая на нагрев поддонов Рпр:

Средняя удельная теплоёмкость жароупора Х18Н9В в интервале температур 20-11000С (табл. 5) с=599 Дж/кг0С.

Тепловой расчёт футеровки.

Приводимая ниже конструкция футеровки выбрана по результатам нескольких предварительных расчётов. Далее приведён расчёт окончательного варианта.

Огнеупорный слой - Шамот легковес ШЛ-1,3. Допустимая температура 13000 (табл. 1), толщина слоя S1=230 мм.

Теплоизоляционный слой - пенодиатомитовый кирпич ПЭД-350, допустимая температура 900°С (табл. 1), толщина слоя S2=230мм.

Принимаем условную среднюю температуру слоев S1 и S2 tср=800°С. Коэффициенты теплопроводности материалов при этой температуре (табл. 1) шамота л1=0,6 Вт/м2 °С, пенодиатомита л2=0,22 Вт/м2 °С. Толщины слоев в условных единицах S'1=S'2=1. Тепловые сопротивления слоев в условных единицах R'1=1,

R'2=л1/л2=0,6/0,22=2,7.

Перепад температуры в слоях в условных единицах Дt1'=1.

Дt2'= R2' S2 '=2,7 •1=2,7.

Перепад температуры в футеровке в условных единицах:

Дt'= Дt1' + Дt2'=1+2,7=3,7.

Принимаем температуру на внешней поверхности боковых и задних стенок футеровки максимально допустимой tв=70°С. Перепад температуры в футеровке Дt=tn-tв= 1050-70=980°С.

Перепад температуры в шамоте:

Дt1= Дt• Дt1'/ Дt'=980•1/3,7=265oC

Перепад температуры в пенодиатомите:

Дt1= Дt• Дt2'/ Дt' = 980•2,7/3,7=715oC

Ориентировочно температура на границе шамот - пенодиатомит

tсл=tп- Дt1=1050-265=785оС

Проведём уточнённый расчёт температуры в слоях футеровки.

Средняя температура огнеупорного слоя (шамот):

tсрш =(tп+tсл)/2=(1050+785)/2=918оС

Средняя температура теплоизоляционного слоя (пенодиатомит):

tсрп =(tсл+tсв)/2=(785+70)/2=428оС

Коэффициенты теплопроводности материалов при этой температуре (табл. 1): шамот л1=0,54 Вт/м2•0С, пенодиатомит л2=0,135 Вт/м2•0С. Принимаем, что внешняя поверхность печи окрашена обычной краской и при tв=700С, (табл. 6) тепловой поток через 1м2 боковых и задней стенок:

Температура на границе огнеупорного и теплоизоляционного слоёв:

Для пенодиатомита допустимая температура (табл. 1):

tд=9000С; 8500С<9000С.

Температура на внешней поверхности боковой и задней стенок:

tвст<tдоп; 560С<700C

Для свода:

Тепловой поток через 1м2 свода:

Температура в своде на границе шамот - пенодиатомит:

Температура на внешней поверхности свода:

Для пода:

Тепловой поток через 1м2 пода:

Температура в поде на границе шамот - пенодиатомит:

Температура на внешней поверхности пода:

Мощность потерь через футеровку.

Боковые и задняя стенки:

Свод:

Под:

Суммарные потери через футеровку:

Тепловой расчёт загрузочной дверцы.

Принимаем, что загрузочная дверца на передней стенке печи занимает всю её площадь FДВ=FСР Р=0,243 м2. Теплоизоляцию дверцы выполняем набивкой муллитокремнистым волокном МКРР-130 с допустимой температурой 11500С (табл. 2), толщина набивки S=300мм. Средняя температура набивки .

Средний коэффициент теплопроводности (табл. 2) лср=0,147 Вт/м2•0С, (табл. 6).

Тепловой поток 1м2 дверцы:

Температура на внешней поверхности дверцы:

С

Мощность потерь через дверцу:

Номинальная мощность печи:

Установленная мощность печи:

3 Электрический расчёт

Материал нагревателя выбран по результатам нескольких предварительных расчётов. Далее приведён расчёт окончательного варианта.

Принимаем в качестве материала нагревателя фехраль Х23Ю5Т, tн=13000С, с=1,45 мкОм•м (табл. 9).При рабочей температуре с'=1,08•1,45=1,566 мкОм•м. Нагреватель выполняем из ленты a=1мм, d=10мм, ленточный зигзаг с шагом l=10мм (рис. 8):

из табл. 7 к=0,42.

Расчётная площадь поверхности нагревателя:

Принимаем печь трёхфазной, соединение нагревателей - звезда, мощность одной фазы:

Длина фазы нагревателя:

Площадь поверхности трёх фаз нагревателя:

Фактическая площадь нагревателя , что существенно увеличивает быстродействие системы автоматического регулирования температуры печи и повышает равномерность температурного поля рабочей камеры.

Принципиальная электрическая схема управления печью сопротивления

Выбираем автоматический трехполюсный выключатель фирмы LEGRAND LR tm на 32А (6048 38) с отключающей способностью Icu: 6 кA (400 B±).Соответствует ГОСТ Р 50345-99.

¦ Техническая информация

? Номинальное напряжение: 240 В± / 415 В±

? Максимальное напряжение: 80 В = на полюс (см. таблицу ниже)

? Допустимое кратковременное напряжение: 500 В±

¦ Механические характеристики

Стойкость: 20 000 механических циклов

10 000 циклов под нагрузкой = In x cos ? 0,9

Допустимые сечения проводников :

25 мм2 гибкие провода

35 мм2 жесткие провода


Подобные документы

  • Характеристика тепловой нагрузки. Определение расчётной температуры воздуха, расходов теплоты. Гидравлический расчёт тепловой сети. Расчет тепловой изоляции. Расчет и выбор оборудования теплового пункта для одного из зданий. Экономия тепловой энергии.

    курсовая работа [134,1 K], добавлен 01.02.2016

  • Описание конструкции котла и топочного устройства. Расчет объемов продуктов сгорания топлива, энтальпий воздуха. Тепловой баланс котла и расчет топочной камеры. Вычисление конвективного пучка. Определение параметров и размеров водяного экономайзера.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2014

  • Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.

    курсовая работа [756,1 K], добавлен 05.08.2011

  • Краткое описание котла ДКВР-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет топки, определение температуры газов на выходе. Расчет ограждающей поверхности стен топочной камеры. Геометрические характеристики пароперегревателя.

    курсовая работа [381,0 K], добавлен 23.11.2014

  • Описание конструкции котлоагрегата, его поверочный тепловой и аэродинамический расчет. Определение объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса и расхода топлива. Расчет топочной камеры, разработка тепловой схемы котельной.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2016

  • Состав и характеристика топлива. Определение энтальпий дымовых газов. Тепловосприятие пароперегревателя, котельного пучка, водяного экономайзера. Аэродинамический расчёт газового тракта. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры.

    курсовая работа [279,3 K], добавлен 17.12.2013

  • Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.

    курсовая работа [278,2 K], добавлен 15.04.2011

  • Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012

  • Расчетные характеристики топлива. Материальный баланс рабочих веществ в котле. Тепловой баланс котельного агрегата. Характеристики и тепловой расчет топочной камеры. Расчет фестона, пароперегревателя, воздухоподогревателя. Характеристики топочной камеры.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.06.2015

  • Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.

    курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.