Расчет методической трехзонной толкательной печи с наклонным подом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?оэффициент несимметричности нагрева (для одностороннего нагрева ?=0,75-0,8).
Тогда
Рис.2. Температурный режим печи
4. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи
Теплообмен излучением является преобладающим. В расчетах определяется величина коэффициента теплоотдачи излучением. Она находится для каждой зоны методической печи.
Рассчитываем теплообмен в методической зоне.
Степень развития кладки:
.
Парциальное давление углекислого газа и водяного пара в продуктах сгорания, кН/м2:
Определяем эффективную толщину газового слоя, м:
Находим произведение , кН/м:
Зная произведение , находим по номограммам [2] степени черноты углекислого газа и водяного пара , а также поправочный коэффициент ?, при начальной и конечной температуре газов в методической зоне.
При : При :
.
Степень черноты газов определяется по формуле:
.
Степень черноты металла принимаем .
Определяем приведенные коэффициенты излучения в системе газ-металл, Вт/(м2К4):
.
Определяем коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2К):
Суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К):
.
Рассчитываем теплообмен в сварочной зоне.
Степень развития кладки:
.
Определяем эффективную толщину газового слоя, м:
Находим произведение , кН/м:
Зная произведение , находим по номограммам [2] степени черноты углекислого газа и водяного пара , а также поправочный коэффициент ?.
При :
.
Степень черноты газов определяется по формуле:
Определяем приведенные коэффициенты излучения в системе газ-металл, Вт/(м2К4):
Определяем коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2К):
.
Суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К):
.
5. Расчет времени нагрева металла
Для расчета времени нагрева определяется величина критерия Био, характеризующего теплотехническую массивность нагреваемого изделия.
Для методической зоны.
,
где ? - коэффициент теплопроводности изделия, при средней температуре металла в методической зоне, Вт/(мК).
Так как значение критерия Bi >0,3, то изделие термически массивное. Расчет времени нагрева производим с использованием графических зависимостей (графики Будрина):
,
где - температурный критерий;
Fo - критерий Фурье;
Х - безразмерная координата, определяющая местоположение рассматриваемой точки.
Определяем температурный критерий для поверхности нагреваемого изделия:
,
где tп - средняя температура печи в методической зоне, С
.
По графикам Будрина [2] определяем критерий Фурье:
Fo1=1,3.
Время нагрева металла в методической зоне, ч:
,
где a - коэффициент температуропроводности при средней температуре металла, м2/ч.
Температурный критерий для центра заготовки также определяем по графикам Будрина:
тогда температура в центе заготовки в конце методической зоны, С:
.
Для сварочной зоны.
,
где ? - коэффициент теплопроводности изделия, при средней температуре металла в сварочной зоне, Вт/(мК).
Так как значение критерия Bi >0,3, то изделие термически массивное.
Определяем температурный критерий для поверхности нагреваемого изделия:
,
где tп - средняя температура печи в сварочной зоне, С.
По графикам Будрина [2] определяем критерий Фурье:
Fo2=0,41.
Время нагрева металла в методической зоне, ч:
.
Температурный критерий для центра заготовки также определяем по графикам Будрина:
тогда температура в центе заготовки в конце сварочной зоны, С:
Определяем температурный перепад по сечению металла в конце сварочной зоны, С:
Степень выравнивания температуры, при условии что разница между температурой центра и поверхности не должна превышать 50 С, определяется по формуле:
.
Это соответствует числу Фурье Fo3=0,09 , тогда время выдержки, ч:
.
Суммарное время нагрева составит, ч:
.
Определяем длину печи, м:
,
где g - вес одного изделия, кг
V - объем одного изделия, м3
? - плотность материала, кг/м3
.
? - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК);
с - теплоемкость материала, Дж/(кгК);
а - коэффициент температуропроводности, м2/ч.
Длина методической и сварочной зоны: 39,8 м, а длина томильной зоны 3,1 м.
6. Составление теплового баланса. Определение расхода топлива
При проектировании печи тепловой баланс составляется iелью определения расхода топлива. Тепловой баланс печи состоит из равных между собой приходной и расходной частей, каждая из которых складывается из ряда статей.
Статьи приходной части
Теплота, образующаяся при сжигании топлива, кВт:
,
где В - расход топлива, м3/с.
Физическая теплота, вносимая подогретым воздухом, кВт:
,
<