Печи нагревательные для термической обработки

Qpн = 358 * 92,2 + 640 * 0,8 + 1180 * 1= 33007,6 + 512 + 1180 = 34699,6кДж/м3

б) определяем количество образовавшихся продуктов горения.

Vg| = Vg /100 м3/м3

Vg| = 1106,44 / 100 =11,0644 м3/м3

в) Находим теплосодержание продуктов горения.

i0 = Qpн/ Vg| кДж/м3

i0 =34699,6/11,0644=3136,15 кДж/м3

г) По полученному теплосодержанию определяем вероятную температуру горения

t1.

t1 = 1900 0C

д) Находим теплосодержание при температуре t1.

i1 = 0,01 * t1 * (CO2 * Ct1CO2 + H2O * Ct1H2O +N2 * Ct1N2) кДж/м3

где СО2, Н2О, N2 – процентное содержание продуктов горения;

Ct1CO2, Ct1H2O, Ct1N2 – теплоемкость соответствующих продуктов горения при температуре t1.

е) Задаем значение температуре t2.

t2 = t1 +100 0C

t2 = 1900 + 100= 2000 0C

ж) Находим теплосодержание продуктов горения при температуре t2 (аналогично i1)

i1 = 0,01 * 1900 * (8,84 * 2,42 + 17,26 * 1,93 + 73 * 1,48) = 3092,2 кДж/м3

i2 = 0,01 * 20000 * (8,84 * 2,43 + 17,26 * 1,94 + 73 * 1,49) = 3274,7 кДж/м3

Поскольку i1<i0>i2 значение калориметрической температуры находим методом интерполяции

tk = t1 + (i0 – i1)/(i2 – i1) = 1900 + (3136,15 - 3092,2)/(3274,7 – 3092,2) = 1900,24 0C

з) Находим tпр при η = 0,62…0,82

tпр = η * tk

tпр = 0,72 * 1900,24 = 1368,2 0С

2.3 Материальный баланс горения

∑прих = 77, + 1305,8 = 1382,87 кг

∑расх = 1369,46 кг

3 РАСЧЕТ НАГРЕВА МЕТАЛЛА

Нагрев металла в печах является очень важной операцией. Металл желательно нагревать быстро, т.к. в этом случае уменьшается его угар, увеличивается производительность печи и уменьшает удельный расход топлива на нагрев. Из этих соображений целесообразно выбирать оптимальный температурный режим печи, обеспечивающий с одной стороны, быстрый нагрев металла, а с другой, не создающий в нагреваемом металле чрезмерных механических напряжений, которые могут привести к образований трещин.

Продолжительность нагрева металла до заданной температуры является важным параметром, определяющим производительность печи и ее габаритные размеры.

Расчет нагрева металла начинается с определения критерия Bi.

Критерий Bi проводит границу «тонких» и «массивных» тел.

Bi ≤ 0,25 - тело «тонкое»

Bi > 0,5 - тело «массивное»

Bi = α∑ * S/λ

где

S – прогреваемая толщина, м. Нагрев односторонний.

S = 0,09 м

λ – средний коэффициент теплопроводности, Вт/(м * оС)

λ20 = 51,9 Вт/(м * оС)

λ800 = 25,9 Вт/(м * оС)

λср = λ20 + λ800/2 = 51,9 +25,9/2 = 38,9 Вт/(м * оС)

α∑ - суммарный коэффициент теплоотдачи от газа к металлу, Вт/(м2 * оС)

α∑ = 0,092 * (Тп/100)3

Тп – температура печи конечная, оС

Тп = tн + 273 +50

Тп = 800 + 273 + 50 = 1123 оС

α∑ = 0,092 * (1123/100)3 =130,3 Вт/(м2 * оС)

Bi = 130,3 * 0,09/38,9 = 0,3 – тело «массивное»

τн =

где

m – коэффициент массивности.

m =

К2 – коэффициент усреднения теплового потока по сечению тела.

К3 – коэффициент усреднения разности температуры в теле.

m =

S – характерный размер тела, м

С – удельная теплоемкость металла, Дж/(кг * оС)

- плотность металла, кг/м3

К1 – коэффициент формы тела К1 = 1,7

α – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 * оС)

tп – температура печи, оС

tн – начальная температура металла, оС

tк – конечная температура металла, оС

τн = с

τн = 2,7 ч

τв – время выдержки, ч

τв = 0,5 ч

τоб – общее время, ч

τоб = τн + τв

τоб = 2,7+ 0,5 = 3,2 ч

4 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ПЕЧИ

4.1 Расчет основных размеров рабочего пространства печи

F - площадь активного пода, м2

F = G/q

где

G – производительность печи, кг/ч

q – удельная производительность печи на активный под q = 140 кг/(м2 * ч)

f = 2150/140 = 15,4 м2

La - длина активного пода, м

La = F/l

где

l – длина изделия, м

La = 15,4/1,6 = 9,6 м

La = Lp, где Lp – длина рабочего пространства печи, м

Вр – ширина рабочего пространства, м

Вр = 1,6 + 2 * 0,25 = 2,1 м

Нр – высота рабочего пространства печи, м

Нр = 1,2 м

Кладка печи выполняется из огнеупорного шамотного кирпича и изоляционного диатомитного кирпича.

Sшам = 0,23 м

Sдиат = 0,115 м

4.2 Расчет габаритных размеров печи

L – длина м, B – ширина м, H – высота м.

L = 11,4 м

В = 3,65 м

Н = 3,2 м (без механизма), 3,4 м (с механизмом).

Fкл - площадь поверхности стен печи, м2

Fкл = 2Fбок + 2Fпод, свод + 2Fт. стенки

Fкл = 2KH + 2LB + 2BH

Fкл = 2 * 11,4 * 3,2 + 2 * 11,4 * 3,36 + 2 * 3,36 * 3,2 = 72,96 + 83,22 + 23,36 = = 179,54 м2

Из полученной площади пове5рхности кладки печи вычитаем площадь рабочего окна.

F/кл = Fкл – Fр. о.

Размер рабочего окна

Вр. о. – ширина рабочего окна, м

Вр. о. = l + 100

Вр. о. = 1600 + 100 =1700 =1,7 м

Нр. о. – высота рабочего окна, м

Fр. о. = Вр. о. * Нр. о.

Fр. о. = 1,7 * 0,8 = 1,36 м2

F/Кл = 179,54 - 1,36 = 178,18 м2

5 ЭСКИЗ ПЕЧИ

Рисунок 2 – Эскиз печи

6 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Тепловой баланс печи важная характеристика тепловой работы.

 Скачать реферат