Конструкторское решение и расчет нагревательной печи
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Определяем напряженность активного пода:
. Тепловой баланс зон рабочего пространства печи
Тепловой баланс служит для определения расхода топлива (теплопритоков с органическим топливом) в каждой зоне и разработки способов снижения расходных статей. Тепловой баланс составляют для каждой зоны рабочего пространства.
Для зон 1..3 запишем тепловые балансы:
При тепловом балансе зоны 1 отсутствует составляющая Qэкз, так как в этой зоне нет угара и образования окалины. Для зон 2 и 3 эта приходная статья теплового баланса учитывается, причем 40 % теплопритока от угара выделяется в зоне 2 и 60 % - в зоне 3. Согласно исходным данным величину угара распределяем следующим образом: 1 % - угар в зоне 2, 1,5 % - угар в зоне 3.
Выполняем тепловой баланс для зоны 1. Вначале рассчитываем приходные статьи. Определяем hи.т:
Находим:
Рассчитываем расходные статьи уравнения теплового баланса для зоны 1.
Определяем :
где - теплопотери через боковые стенки;
- теплопотери через свод зоны 1;
- теплопотери через под зоны 1;
- теплопотери через торец загрузки печи.
Записываем выражение для определения :
Находим поток теплоты через боковые стенки кладки печи зоны 1 :
где tкл1 - температура поверхности футеровочного слоя.
Выбираем значения l1 и l2 при температуре 500 0С (первое приближение). По рис. 5.7 ([2] стр. 95) для футеровочного слоя ?1500 = 0,95 Вт/(мК) и для теплоизоляционного слоя ?2500 = 0,65 Вт/(мК).
Температуру Tкл1 на горячей стороне футеровочного слоя рассчитываем по формуле:
tкл1= 1107 0С. Температуру tо.с принимаем равной 15 0С.
Рассчитываем q1ст (рис. 3):
Рисунок 1 - Схема теплопроводности через ограждающую конструкцию, состоящую из двух слоев (футеровочного и теплоизоляционного) для боковых стенок кладки печи.
В этом выражении коэффициент теплоотдачи от холодной поверхности теплоизоляционного слоя к окружающему воздуху ? = 16 Вт/(м2К).
Записываем формулы для слоев d1 = 0,395 м и d2 = 0,185 м (см. рис. 1):
Рассчитываем средние температуры слоев:
Используя значения и , в соответствии с рис. 5.7 ([2] стр. 95) выбираем ?1809,5 = 1,2 Вт/(мК) и для теплоизоляционного слоя ?2308,5 = 0,58 Вт/(мК).
Подставляем эти данные в формулу для расчета q1ст:
Определяем общую площадь поверхности стен:
Рассчитываем:
Находим . Обращаясь к рис. 2 записываем:
Рисунок 2 - Схема теплопроводности через ограждающую конструкцию, состоящую из двух слоев (футеровочного и теплоизоляционного) для свода печи.
Записываем формулы для слоев d1 = 0,180 м и d2 = 0,145 м (см. рис. 2):
Рассчитываем средние температуры слоев:
Используя значения и , в соответствии с рис. 5.7 ([1] стр. 95) выбираем ?1889,2= 1,25 Вт/(мК) и для теплоизоляционного слоя ?2414,95 = 0,63 Вт/(мК). Подставляем эти данные в формулу для расчета q1св:
Определяем площадь поверхности свода:
Находим . Обращаясь к рис. 3 записываем:
Записываем формулы для слоев d1 = 0,340 м и d2 = 0,310 м (см. рис. 3):
Рисунок 3 - Схема теплопроводности через ограждающую конструкцию, состоящую из двух слоев (футеровочного и теплоизоляционного) для пода печи.
Рассчитываем средние температуры слоев:
Используя значения и , в соответствии с рис. 5.7 ([2] стр. 95) выбираем ?1961 = 2,12 Вт/(мК) и для теплоизоляционного слоя ?2479 = 0,9 Вт/(мК).
Подставляем эти данные в формулу для расчета q1под:
Определяем площадь поверхности пода:
Рассчитываем:
Находим :
Для торца загрузки использованы те же материалы, что и для стен, следовательно:
Рассчитываем :
где - время открытия окна загрузки ();
- коэффициент диафрагмирования отверстия или окна, через которое происходит излучение, он выбирается в зависимости от формы и размеров отверстия (рис.4.2 [1] стр.73);
- приведенный коэффициент лучеиспускания;
F1 - площадь излучающего отверстия, м2:
Определяем потерю теплоты с дымовыми газами :
где - энтальпия дымовых газов, покидающих печь, кДж/м3;
- объем газов, проходящих через окно посада:
где - живое сечение для прохода газов;
- расстояние от уровня пода печи до оси окна, через которое происходит выбивание дымовых газов ([3] рис. 1.12, стр.41-43);
- плотность наружного воздуха при его температуре:
- плотность уходящих дымовых газов:
Определяем количество теплоты, израсходованное на нагрев садки в зоне 1:
где - величина угара металла, для зоны 1 ;
- производительность печи;
Массовая изобарная теплоемкость при средней температуре металла в зоне
составляет 0,632 кДж/(кгК) ([3] табл. 4.5, стр.125).
Выполняем подстановку приходных и расходных статей в уравнение теплового балан?/p>