Расчет горения топлива

Содержание

 

Введение . . . . . . . . . . 4

Исходные данные . . . . . . . . . 5

 

1. Расчет горения топлива . . . . . . . 6

2. Определение размеров рабочего пространства печи . . . 9

3. Расчет внешнего теплообмена в рабочем пространстве печи . 10

4. Расчет времени нагрева заготовок . . . . . 13

5. Уточнение основных размеров рабочего пространства печи . 14

6. Тепловой баланс печи . . . . . . . 15

 

Заключение . . . . . . . . . . 18

Список использованной литературы . . . . . . 19

 

Приложение: Эскиз камерной печи (А3).

 

КАМЕРНАЯ ПЕЧЬ, ТОПЛИВО, ЗАГОТОВКА, ТЕПЛОПЕРЕДАЧА, СВОД, ПОД, РАБОЧАЯ КАМЕРА, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ТЕПЛОПОТЕРИ, ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ

 

Объект – камерная нагревательная печь.

 

Цель – ознакомление с конструкцией проектируемой печи и ее основными элементами, овладение методикой расчета и основами проектирования камерных печей, а также закрепление теоретических и практических знаний, полученных при изучении дисциплины.

 

Введение

 

Высокотемпературные процессы лежат в основе важнейших производств в черной и цветной металлургии, нефтяной и нефтехимической промышленности, производства строительных материалов и осуществляются в промышленных печах. Тепловая работа печи протекает в ее рабочем пространстве, где одновременно происходит процессы горения и передача тепла от источника к поверхности нагреваемого материала. Производительность печи, а также форма и размеры ее рабочего пространства зависят от свойств, размеров и режима нагрева изделий, их размещения в печи, выбор способа сжигания топлива и других факторов. Нагреваемые изделия в печах в большинстве случаев располагаются на поду печи. Процесс передачи тепла от факела к поверхности нагреваемого материала протекает в результате излучения на поверхность материала и омывания нагреваемых тел потоком продуктов сгорания топлива. В соответствии с этим рабочее пространство печи должно быть рассчитано и спроектировано так, чтобы обеспечить условия полного сжигания топлива и интенсивность теплообмена продуктов сгорания топлива с поверхностью нагреваемого материала. Режим работы нагревательных печей определяется характером изменений температуры во времени и в рабочем пространстве печи теплового потока, падающего на металл. Режим нагрева, при котором температура изменяется по длине рабочего пространства, называется методическим, а печи, работающие в этом режиме, - методическими. В таких печах, как правило используется принцип противоточного движения металла и продуктов горения, что позволяет более равномерно нагревать изделие и обеспечить более полное использование тепловой энергии продуктов горения топлива в рабочем пространстве печи. Эти печи обычно имеют рабочую камеру удлиненной формы, в виде туннеля постоянного или переменного сечения, а топливосжигающее устройство располагается преимущественно на торцовой стене печи, противоположной садочному окну. Рабочее пространство таких печей разделяется на две зоны: предварительного подогрева металла (методическая зона), интенсивного нагрева (сварочная зона) и выдержки металла с целью выравнивания температур по сечению слитка (томильная зона). Количество зон и тепловой режим каждой из них выбирают в соответствии с требуемым режимом нагрева заготовок.

 

 

Исходные данные

 

1. Номер варианта: 5.

2. Производительность печи: G=0.6 .

3. Размер заготовок: d=60 , l=600 .

4. Материал: низколегированная сталь.

5. Температура нагрева: .

6. Вид топлива: Березовский природный газ.

, , , ,

7. Температура топлива: .

8. Температура воздуха: .

9. Коэффициент избытка воздуха: .

 

 

Расчет горения топлива

 

По выбранному составу топлива последовательно определяем:

 

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 м³ природного газа:

 

Действительное количество воздуха необходимое для сгорания 1 м³ природного газа, с учетом коэффициента избытка воздуха:

 

Количество и состав продуктов полного сгорания по отдельным компонентам при сжигании природного газа:

 

Суммарное количество продуктов горения:

 

Процентный состав продуктов горения:

 

 

Калометрическая температура горения:

,

 

где - низшая теплота сгорания топлива;

- энтальпия топлива при температуре ;

- энтальпия воздуха при температуре ;

, , , - объемная теплоемкость при температуре ;

 

Низшая теплота сгорания для газообразного топлива:

 

Энтальпия топлива при температуре :

- объемная теплоемкость топлива при температуре

 

Энтальпия воздуха при температуре ;

- объемная теплоемкость воздуха при температуре

 

Принимаем калометрическую температуру горения .

 

Калометрическая температура горения:

 

Так как рассчитанное значение отличается от принятого значения менее чем на 30 , то эта величина не уточняется.

 

Эффективная температура:

 

где