Расчет методической толкательной печи
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
>
Эффективная длина луча в канале равна:
0,90,21=0,189 м.
Получим:
pCO2Sэф=10,930,189=2,66 кПам;
pH2OSэф=16,030,189=3,03 кПам.
По номограммам на рис. 9-11 [2] при 909,5оС находим
=0,066; =0,055; ?=1,08;
=0,066+1,080,055=0,13.
Коэффициент Агаза-стенок:
5.10
.
Учитывая, что при степени черноты стен рекуператора 0,8, их эффективная степень черноты равна 0,5(1+0,8)=0,9, по формуле находим коэффициент теплоотдачи излучением:
5.11
Вт/(м2?К).
Суммарный коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне равен:
?д=7,04+25,03 =32,07 Вт/(м2?К).
При температуре стенки 542 оС коэффициент теплопроводности шамота равен (приложение Х [2]):
542=1,001 Вт/(м?К).
С учетом толщины стенки элемента рекуператора ?=0,019 м находим суммарный коэффициент теплопередачи по формуле:
, 5.12
где F и F- соответственно основная поверхность теплообмена и оребренная, м2.
При F/(F+F)=0,8:
Вт/(м2К).
Определяем поверхность нагрева и основные размеры рекуператора. Количество тепла, передаваемого через поверхность теплообмена, равно по формуле:
, 5.13
где ?=0,9 - поправка, учитывающая потери тепла в окружающую среду.
Q=кВт.
Величина поверхности нагрева рекуператора:
F=Q/(K) 5.14
м2.
Так как удельная поверхность нагрева рекуператора, выполненного из кирпичей Б=4 и Б=6, равна м2/м3 (табл. 19 [2]), можно найти объем рекуператора:
5.15
м3.
Необходимая площадь сечений для прохода дыма равна:
5.16
м2.
Учитывая, что площадь дымовых каналов составляет 44% общей площади вертикального сечения рекуператора, найдем величину последнего:
м2.
Принимая ширину рекуператора равной ширине печи, т.е. =9,6 м, находим высоту рекуператора:
5.17
м.
Длина рекуператора:
5.18
м.
6. Выбор горелок
В многозонных методических печах подводимая тепловая мощность (а, следовательно, и расход топлива) распределяется по зонам печи следующим образом: верхняя часть сварочной зоны 30-40%; нижняя часть сварочной зоны 35-45% и томильная зона 15-25%.
Распределяя расход топлива по зонам пропорционально тепловой мощности, получим:
Bвсв.з= 40% В=4,132 м3/с.
Bнсв.з= 45% В=4,649 м3/с.
Bтом.з= 20% В=2,066 м3/с.
Принимая, что в печи установлены горелки типа труба в трубе в верхней сварочной зоне 10 штук, в нижней сварочной зоне 12 штук, а в томильной зоне 8 штук находим расход топлива на одну горелку:
B1всв.з= 4,132/10=0,41 м3/с.
B1нсв.з= 4,649/12=0,39 м3/с.
B1том.з= 2,066/8=0,26 м3/с.
Выбор горелок производится по методике, изложенной в табл. 23 [2].
Плотность газа 1,0956 кг/м3, расход воздуха при коэффициенте расхода n=1,1 равен 2,24 м3/м3 газа.
Пропускная способность горелок по воздуху:
V1в=VвB1 6.1
верхняя сварочная зона
V1в=2,240,41=0,92 м3/с.
нижняя сварочная зона
V1в=2,240,39=0,87 м3/с.
томильная зона
V1в=2,240,26=0,58 м3/с.
Расчетное количество воздуха, определяем по формуле:
6.2
верхняя сварочная зона
м3/с;
нижняя сварочная зона
м3/с;
томильная зона
м3/с.
Принимая давление воздуха перед горелками равным 1,0 кПа, по графику на рис. 28 [2] находим, что при этом давлении требуемые расходы воздуха обеспечивают следующие типы горелок труба в трубе большой тепловой мощности: верхняя сварочная зона - ДНБ-375, нижняя сварочная зона - ДНБ-300 I, томильная зона - ДНБ-275.
Расчетное количество газа определяем по формуле:
6.3
верхняя сварочная зона
м3/с;
нижняя сварочная зона
м3/с;
томильная зона
м3/с.
Принимая давление газа перед горелками равным 3,0 кПа, по графику на рис. 29 [2] находим, диаметр газового сопла для горелок: верхние сварочные зоны - 160 мм, нижние сварочные зоны - 160 мм, томильная зона - 130 мм.
Окончательно принимаем горелки для верхней сварочной зоныДНБ 375/160, нижней сварочной зоны ДНБ 300 I/160, томильной зоны ДНБ 275/130.
Заключение
Выбор конструкции методической печи и графика нагрева зависит от толщины заготовки, пластичности металла в холодном состоянии и теплофизических свойств нагреваемого металла. Ограничение скорости нагрева холодного металла в интервале температур от 0 до 500 оС распространяется в основном на качественные и высоколегированные стали. Этим сталям свойственны относительно низкие коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, в результате чего чрезмерная скорость нагрева может привести к недопустимому перепаду температур по толщине заготовки. Скорость повышения температуры металла в начале его нагрева в первую очередь зависит от того, какова температура в начале методической зоны, при которой проводится посад холодного металла. Выбор этой температуры, а следовательно, температурного режима печи и ее конструкции во многом зависит от того, какая начальная температура печи допустима для той или иной марки стали. Существует большое число, весьма ходовых марок стали (углеродистые, низколегированные, рельсовые и др.), для которых эта температура практически неограниченна. Однако для ряда других марок стали должны быть введены достаточно строгие ограничения, вплоть до того, что некоторые стали можно помещать в печь, температура которой не превышает 600-650 оС. Ограничения подобного рода, достаточно четко определены и приведены в соответствующей справочной литературе.
Библиографич