Конструкторское решение и расчет нагревательной печи
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по дисциплине Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки
Конструкторское решение и расчет нагревательной печи
Минск 2011
СОДЕРЖАНИЕ
1.Введение и описание теплотехнологии нагрева
.Разработка температурного графика
.Расчет топлива и определение действительной температуры в зонах рабочего пространства печи
4.Расчет интенсивности внешнего теплообмена в зонах рабочего пространства печи
5.Расчет времени пребывания садки в рабочем пространстве печи
.Расчет основных размеров рабочего пространства печи
.Тепловой баланс зон рабочего пространства печи
.Выбор горелочных устройств
.Расчет металлического трубчатого петлевого рекуператора
.Автоматическое регулирование тепловой нагрузки печи
Технико-экономические показатели работы печи
Литература
. Введение и описание теплотехнологии нагрева
Современные промышленные технологии основываются на применении органического и ядерного топлива. Широкое внедрение в теплотехнологии высокотемпературных процессов в настоящее время ставит ряд энергетических и экологических задач. Поэтому такое большое внимание уделяется высокотемпературным теплотехнологическим процессам и установкам.
Высокотемпературные процессы часто являются основой промышленных технологий получения целого продукта из исходного сырьевого материала (известь, нефть, сланцы, угли, газ и др.) в процессе тепловой обработки. К ним относятся физические, химические и массообменные процессы, обеспечивающие заданное превращение исходного сырья.
Одним из способов получения целевого конечного продукта или полупродукта для смежных технологий являются физические теплотехнологические процессы (подогрев, испарение, термообработка, тепловая активация, рафинирование др.), протекающие в высокотемпературных установках и обеспечивающие изменение только физических свойств исходного сырьевого материала.
Методические печи - непрерывные, у которых при неизменном характере нагреваемых заготовок и темпе работы, тепловой и температурный режимы являются переменными по длине печи и постоянными во времени.
При трёхзонном режиме, температура в сварочной зоне может быть значительно выше, а нагрев - интенсивнее, чем при двухзонном режиме.
Возникающий при этом больший перепад температур по сечению, выравнивается в томильной зоне, куда заготовки поступают из сварочной по достижении заданной конечной температуры поверхности.
При выборе температурного режима следует стремиться не только к высокой интенсивности нагрева, но и к минимальному окислению и обезуглероживанию металла при нагреве. Эти явления тем сильнее, чем выше температура поверхности заготовки и чем больше время пребывания поверхности при этой температуре.
Интенсификация нагрева приводит к быстрому повышению температуры поверхности заготовок, однако, общее время нагрева сокращается. Следовательно, существует оптимальная интенсивность нагрева, обеспечивающая минимальное окисление и обезуглероживание металла.
При высокой интенсивности нагрева необходимо организовать трёхзонный режим с развитой сварочной зоной, то есть с высокими температурами на большой длине печи. При существенном снижении интенсивности, целесообразно переходить на двухзонный режим, чтобы уменьшить окисление и обезуглероживание металла.
С точки зрения оптимальной конструкцией является печь с боковым или сводовым отоплением, однако наибольшее распространение, благодаря своей простоте, получили печи с традиционным торцевым отоплением.
2. Разработка температурного графика
Температурный график является базой для выполнения расчёта печи: с его помощью выбирают необходимую температуру продуктов сгорания и нагреваемой садки. Для построения температурного графика (вначале приближенного) используют ориентировочные значения теплофизических характеристик, коэффициентов теплоотдачи и др.
Температура садки металла всегда задается. Металл перед посадом в печь не подогревается, и его температура составляет =15 ОС, причем температуры в центре и на поверхности изделия одинаковы.
Для методических нагревательных печей первая зона температурного графика соответствует основному времени нагрева металла. Рабочее пространство печи, где происходит основной нагрев, можно представить одной или несколькими регулируемыми зонами. Все это определяется размерами печи, и в частности отношением ее длины к среднему размеру поперечного сечения. Если зона основного нагрева очень длинна и регулирование температуры в ней затруднено, то она разбивается на несколько регулируемых зон, в которых поддерживается одинаковая температура. Как видно, одной зоне температурного графика может соответствовать несколько регулируемых зон печи.
Ликвидация неравномерности нагрева заготовки или изделия по сечению при термообработке достигается загрузкой металла в зону выдержки, причем температура центра металла на выходе из зоны выдержки принимает значение температуры операции нагрева, т.е. = =1200 ОС.
Устанавливаем число