Расчет методической трехзонной толкательной печи с наклонным подом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Красноярский Государственный Технический Университет
Кафедра Промышленной теплоэнергетики
Курсовая работа
Расчет методической трехзонной толкательной печи с наклонным подом
Красноярск 2011
Задание
Спроектировать методическую трехзонную толкательную печь с наклонным подом для нагрева заготовок из малоуглеродистой стали с размерами d=305 мм, l=400 мм. Производительность - 60000 кг/ч, tКОН=1030 С. Топливо: газ, %
СН4=0,5
СО2=8,5
N2=1,5
О2=2,2
СО=37
Н2=50
Н2S=0,3
qH2O=10 г/м3
tВ=280 С.
1. Расчет горения топлива
Рассчитываем состав влажного газа по составу сухого и влажности г/м3. Коэффициент пересчета с сухого газа на влажный определяем по формуле:
Состав влажного газа находим по содержанию сухого газа и величине К:
Сумма всех составляющих:
.
Определяем низшую теплоту сгорания топлива, кДж/м3:
Расчет теоретически необходимого объема кислорода для горения, м3/м3:
Теоретический расход воздуха для горения, м3/м3:
,
где - объемная доля О2 в воздухе (- для атмосферного воздуха).
Действительный расход воздуха для горения, м3/м3:
,
где ? - коэффициент избытка воздуха, принимается по [1].
Объемы продуктов сгорания (м3/м3), получившиеся в результате горения:
объем углекислого газа
объем азота
объем избыточного кислорода
объем водяного пара
объем сернистого газа
общий объем продуктов сгорания
Состав продуктов сгорания (%) определяется:
Для проверки правильности расчета горения топлива составляют материальный баланс, на основании закона сохранения массы:
где Gт - масса топлива, кг;
Gв - масса воздуха, необходимого для горения, кг;
Gп.с. - масса продуктов сгорания, получившихся, в результате горения, кг.
Масса топлива, кг:
,
где Vт - единица объема газа на которую ведется расчет, м3;
?т - плотность газа, кг/м3
где тАжтАж - молекулярная масса соответствующего компонента.
Масса воздуха, кг:
,
где кг/м3 - плотность воздуха.
Масса продуктов сгорания, кг:
где - плотность продуктов сгорания, кг/м3
Результаты расчета сводятся в таблицу 1.
Таблица 1. Материальный баланс горения
Приходкг%Расходкг%1. Топливо0,73319,71. Продукты сгорания3,71002. Воздух2,98780,3Итого3,72100Итого3,7100
Производим расчет неувязки баланса:
%
Величина неувязки не превышает 1%.
Для определения калориметрической температуры сгорания рассчитываем энтальпию продуктов сгорания, кДж/м3:
,
где Qв - теплота вносимая подогретым воздухом, кДж.
,
где iв - энтальпия подогретого воздуха (определяется по [1]), кДж/кг.
Определяем энтальпию продуктов сгорания при температуре t1=2200 С, кДж/м3:
.
Определяем энтальпию продуктов сгорания при температуре t2=2300 С, кДж/м3:
.
Значение калориметрической температуры, С:
.
Действительная температура горения, С:
,
где - пирометрический коэффициент (для методических печей ).
2. Определение размеров рабочего пространства печи
Основными размерами рабочего пространства печи являются - ширина, длина, высота. Определяющими условиями при этом являются геометрические размеры нагреваемых изделий, рациональный характер движения газов, соответствующее расположение топливосжигающих устройств, быстрый и качественный нагрев металла.
Для методических печей общее число изделий, находящихся в рабочем пространстве в единицу времени, неизвестно, поэтому размеры определяются предварительно, а затем в процессе расчета уточняются.
Ширина печи, при расположении заготовок в шесть рядов, м:
,
где l - длина заготовки, м;
а - расстояние между заготовками и между концами заготовок и стенками печи, м.
Начальная высота печи, м:
,
где d - диаметр заготовки, м.
Высота печи в конце сварочной зоны, м:
.
Средняя высота печи, м:
.
Средняя высота методической зоны, м:
.
Средняя высота сварочной зоны, м:
.
Эскиз печи представлен на рис.1.
3. Температурный режим работы печи и нагрева металла
Распределение температур по длине печи представлено на рис.2.
Максимальная температура печи, С:
Начальная температура печи, С:
Температура печи в конце томильной зоны, С:
.
Начальную температуру металла принимаем равной 20 С.
Температура металла в конце методической зоны (С), определяется по формуле:
,
где S - характерный размер изделия, м
? -