Печи нагревательные для термической обработки
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
0
92,2
0,8
1,0
6,0
184,4
2,8
6,5
193,7*
*3,76=
=728,3
193,7+
+728,3=
=922
92,2
1,6
4
-
184,4
1,6
5
-
-
-
-
-
728,3+
+6=734,3
97,8+191+
+734,3=
=1023,1
100100193,7728,392297,8191-734,31023,1Коэф-
фициент
расхода
воздуха
n
n=1
состав в %
21
79
100
9,56
18,67
-
71,77
100
n=1,1
количество
в м3
213,07
801,13
1014,2
97,8
191
9,91
807,73
1106,44
n=1,1
состав в %
21
79
100
8,84
17,26
0,90
73
100
2.2 Расчет калориметрической температуры горения
а) определяем низшую теплотворную способность топлива.
Qpн = 358 * СН4 + 640 *С2Н6 + 1180 * С4Н10 кДж/м3
где СН4, С2Н6, С4Н10 процентное содержание соответствующих составляющих топлива.
Qpн = 358 * 92,2 + 640 * 0,8 + 1180 * 1= 33007,6 + 512 + 1180 = 34699,6 кДж/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 i1i2 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 ? = 0,62…0,82
tпр = ? * tk
tпр = 0,72 * 1900,24 = 1368,2 0С
2.3 Материальный баланс горения
Поступило газа 100 м3, в том числе кг.Получено продуктов горенияCH4 = 92,2 * 16/22,4 = 65,9CO2 = 97,8 * 44/22,4 = 192,1C2H6 = 0,8 * 30/22,4 = 1,07H2O = 191 * 18/22,4 = 153,5C4H10 = 1,0 * 58/22,4 = 2,6O2 = 9,91 *32/22,4 = 14,6N2 = 6 * 28/22,4 = 7,5N2 = 807,73 *28/22,4 = 1009,777,071369,46Воздуха: О2 = 219,07 * 32/22,4 = 304,39 N2 = 801,13 * 28/22,4 = 1001,411305,8?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 = ?? * S/?
где
S прогреваемая толщина, м. Нагрев односторонний.
S = 0,09 м
? средний коэффициент теплопроводности, Вт/(м * оС)
?20 = 51,9 Вт/(м * оС)
?800 = 25,9 Вт/(м * оС)
?ср = ?20 + ?800/2 = 51,9 +25,9/2 = 38,9 Вт/(м * оС)
?? - суммарный коэффициент теплоотдачи от газа к металлу, Вт/(м2 * оС)
?? = 0,092 * (Тп/100)3
Тп температура печи конечная, оС
Тп = tн + 273 +50
Тп = 800 + 273 + 50 = 1123 оС
?? = 0,092 * (1123/100)3 =130,3 Вт/(м2 * оС)
Bi = 130,3 * 0,09/38,9 = 0,3 тело массивное
?н =
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
? коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 * оС)
tп температура печи, оС
tн начальная температура металла, оС
tк конечная температура металла, оС
?н = с
?н = 2,7 ч
?в время выдержки, ч
?в = 0,5 ч
?об общее время, ч
?об = ?н + ?в
?об = 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/