Барабанная электрическая печь для закалки шариков подшипников качения
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Курсовая работа на тему
Барабанная электрическая печь для закалки шариков подшипников качения
Содержание
1.Задание на курсовой проект
1.1. Исходные данные
2.Тепловой расчет
2.1. Определение температур в тепловых зонах
.2. Расчет полезной мощности
.3. Расчет вспомогательной мощности
.4. Выбор материалов футеровки
.5. Расчет тепловых потерь
.6. Определение установленной мощности тепловых зон
.7. Определение теплового КПД и удельного расхода электроэнергии
. Электрический расчет
.1. Расчет нагревателей зоны нагрева
.2. Расчет нагревателей зоны выдержки
.Механический расчет
Список используемой литературы
1.Задание на курсовой проект
Спроектировать барабанную печь для закалки шариков подшипников качения производительностью 90 кг/час.
.1 Исходные данные
1.Характеристика загрузки.
Объемная масса насыпной загрузки 3600 кг/м3
Удельная теплоемкость 0,52 кДж/(кг
Теплопроводность 20 Вт/(м
.Температурный режим.
Конечная температура нагрева 800
Время нагрева 1,1 часа
Время выдержки 0,55 часа
.Питающее напряжение 3х380 В
2.Тепловой расчет
.1 Выбор размеров рабочего пространства печи
Согласно заданию на курсовой проект производительность печи равна Е=90 кг/ч.
Для барабанных печей погонная загрузка принимается равной 80тАж120 кг/пм. Выбираем погонную загрузку g=90кг/пм.
Длину участка нагрева определяем по формуле:
Длину участка выдержки определяем по формуле:
В печи предусмотрена одна зона нагрева длиной и одна зона выдержки длиной
Общая длина рабочего пространства определяется как
Длину рабочего пространства печи принимаем равной
Для барабанных печей отношение диаметра барабана к расчетной длине рабочего пространства (длине активной части барабана) составляет 0,17тАж0,25.
Диаметр барабана печи выбираем равным
Ширину рабочего пространства печи зададим равной
Высоту рабочего пространства печи зададим равной
2.1Определение температур в тепловых зонах
Удельный тепловой поток для печи с одной зоной нагрева определяем по формуле:
где - конечная температура нагрева загрузки, 0С
-начальная температура нагрева загрузки, принимается равной 200С
- удельная теплоемкость загрузки, Дж/кг0С;
- радиус барабана;
a - температуропроводность загрузки, м2/с;
? - теплопроводность загрузки, Вт/м0С;
Согласно табл.5.2 , удельный тепловой поток, определяемый температурой печи и материалом загрузки, не превышает предельного значения для стали q=55800 Вт/м2.
По удельному тепловому потоку рассчитываем температуру печи, 0С:
где Спр - приведенный коэффициент лучеиспускания, Вт/(м2 К4), определяемый как
где - степень черноты печи, принимаемая равной 0,9 ;
- степень черноты барабана, принимаемая равной 0,8 ;
По формуле (8):
Температура печи по формуле (7) :
Перепад температуры в загрузке в конце зоны нагрева определяем по формуле:
Так как в барабане печи происходит постоянное перемешивание загрузки, то перепад температуры по сечению барабана считается допустимым.
2.2 Расчет полезной мощности
Полезная мощность, т.е. мощность, расходуемая на нагрев загрузки, Вт, определяется для зоны нагрева как
где - удельная теплоемкость загрузки, Дж/кг0С;
g - погонная загрузка, кг/пм;
- длина зоны, м;
- температура загрузки в конце и в начале зоны;
- время нахождения загрузки в зоне нагрева, ч.
2.3 Расчет вспомогательной мощности
Под вспомогательной мощностью понимается мощность, расходуемая на нагрев загружаемых в печь вместе с изделиями металлоконструкций, а для печей с искусственной атмосферой суммируется с мощностью, расходуемой на нагрев газовой атмосферы [4]. Согласно заданию на расчет, вспомогательная мощность печи будет равна нулю.
2.4Выбор материалов футеровки
Футеровка боковых стенок и пода печи выбирается трехслойной.
В качестве первого огнеупорного слоя применяем шамот легковесный ШЛ-0,9 (шамотные кирпичи нормальных размеров 230х115х75).
Толщина слоя 230 мм.
В качестве второго теплоизоляционного слоя применяем кирпич диатомитовый Д-500 (прямые кирпичи нормальных размеров 230х115х75). Толщина слоя 230 мм.
В качестве третьего теплоизоляционного слоя используем минеральную вату. Толщина слоя 60 мм.
Футеровка свода печи выбирается двухслойной.
В качестве первого огнеупорного слоя применяем шамотно-волокнистую плиту ШВП-550.
Толщина слоя 100 мм.
В качестве второго теплоизоляционного слоя применяем каолиновую вату.
Толщина слоя 200 мм.
Основные характеристики применяемых футеровочных материалов приведены в табл.1.
Таблица 1. Основные характеристики применяемых футеровочных материалов.
Материал Огнеупорность Плотность кг/м3Максимальная температура применения,Коэффициент теплопроводности Вт/м0СШамот легковесный ШЛ-0,91670-17409001270?ШЛ= 0,116+0,23310-3 tср -0,00