Тепловой расчет термоагрегата

 

Тепловой расчет термических печей сводится к определению расхода тепла, мощности печи, коэффициента полезного действия.

Топливом служит естественный газ с низкой теплотой сгорания . Он представляет собой смесь газов Н₂, СН₄, СО, С₂Н₄, N₂, СО₂, О₂. В результате реакций горения

 

 

выделяется тепло, необходимое для создания нужной температуры в печи.

Прежде чем перейти к расчету теплового баланса, необходимо выбрать материал и толщину слоев отдельных элементов кладки рабочей камеры печи. Материал, толщина, качество выполнения кладки должны быть надежны и обеспечивать длительную службу при работе с максимально допустимой по условиям технологии температурой печи при минимуме затрат на содержание и эксплуатацию кладки.

Основой теплового расчета печи является составление теплового баланса, разграничивающего статьи прихода и статьи расхода тепла

 

.

 

Расходуемое тепло делиться на тепло, идущее на нагрев металла и потери тепла. Потери тепла включают в себя потери тепла через кладку и неучтенные потери.

Уравнение теплового баланса печи

 

где Q_м − тепло, идущее на нагрев металла, кВт;

Q _кл − тепло, теряемое в окружающее пространство через кладку, кВт;

Q _неуч − неучтенные потери, кВт.

Расход тепла на нагрев металла

 

 

где G − масса металла, кг;

Ч _н − время нагрева, с;

с − средняя удельная теплоемкость, кДж/(кг×К);

t _k, t _н − конечная и начальная температуры металла, °С.

Неучтенные потери определяются

 

.

 

Тепло, теряемое в окружающее пространство через кладку

 

 

где F − площадь рабочего пространства печи, м²;

q − плотность теплового потока, теряемого в окружающее пространство через кладку, Вт/м².

Трудность расчета Q _кл связана с определением q, поэтому все расчеты q _i производились на ЭВМ.

Площадь рабочего пространства

 

где а − ширина печи, м;

в − высота печи, м;

с − длина печи, м.

Камера нагрева, повторного нагрева, выдержки, охлаждения, перестаривания имеют двухслойную стенку, состоящую из шамотного легковеса муллистокремнеземистого волокна.

Для первого слоя , для второго слоя . Третий слой равен нулю.

В результате подсчета получили:

 

для 950° С ошибка  

для 870° С ошибка  

для 780° С ошибка  

для 500° С ошибка  

для 950° С ошибка  

 

Определяем массу металла. Для секции нагрева толщина ленты , ширина ленты , длина ленты . Объем полосы .

 

.

 

Для секции нагрева длина ленты , поэтому объем полосы .

.

 

Для секции нагрева толщина печи , ширина печи , длина печи , площадь рабочего пространства .

 

.

 

Для секции выдержки , , , , .

Для секции газового охлаждения , , , , .

 

.

.

.

.

.

.

 

Для секции повторного нагрева , , , , .

Для секции перестаривания , , , , .

Для секции скоростного охлаждения , , , , .

 

.

.

.

.

 

Коэффициент полезного действия

 

,

.

,

,

.