Определение размеров рабочего пространства печи

 

Принимаем величину активной площади пода равной:

 

Число заготовок, одновременно находящихся на поду:

 

где - площадь одной заготовки

 

 

Укладываем заготовки в три ряда.

 

Длина пода:

 

где - зазор между заготовками

 

 

Ширина пода:

 

Действительная площадь пода:

 

Коэффициент загруженности пода:

 

Высота рабочего пространства печи:

 

где - опытный коэффициент

 

 

 

Расчет внешнего теплообмена в рабочем пространстве печи

 

Эффективная толщина газового слоя:

 

где - объем рабочей камеры печи за вычетом объема занимаемого металлом

- площадь поверхности стен и свода печи

- площадь поверхности пода

 

 

Температура дымовых газов:

 

Парциальные давления компонентов продуктов горения:

 

Произведения парциального давления и эффективной толщины:

 

Поправочный коэффициент для водяных паров:

 

Степени черноты компонентов продуктов горения:

 

Степени черноты продуктов горения:

 

Приведенный коэффициент излучения:

 

где - коэффициент излучения абсолютно черного тела

- степень черноты металла

- угловой коэффициент

 

 

Температуры заготовок в промежуточных точках интервала нагрева:

 

Коэффициенты теплоотдачи на границах интервалов:

 

 

Средние значения коэффициентов теплоотдачи:

 

Суммарные коэффициенты теплоотдачи:

 

Расчет времени нагрева заготовок

 

Критерий Био:

 

где - расчетная толщина изделия

- коэффициент теплопроводности заготовок,

 

 

Время нагрева:

 

где - теплоемкость металла,

- плотность изделий

- коэффициент формы тела

- коэффициент массивности

 

Общее время нагрева:

 

Уточнение основных размеров рабочего пространства печи

 

Уточненное число заготовок:

 

где - масса одной заготовки,

 

 

Уточненная активная площадь:

 

Отношение активных площадей:

 

Найденное значение активной площади отличается менее чем на 15% от первоначально принятой активной площади.

 

 

Тепловой баланс

 

Расход теплоты на нагрев металла:

 

Теплота, теряемая через кладку печи:

 

где - коэффициент теплоотдачи от кладки к окружающей среде

- коэффициент теплоотдачи от продуктов горения к кладке

- толщина соответствующего слоя кладки

- коэффициент теплопроводности материала кладки

- средняя площадь поверхности кладки

 

- коэффициент теплопроводности изоляции

- коэффициент теплопроводности кладки

 

Теплота, теряемая излучением через открытые окна и щели:

 

где - площадь поверхности окна

- коэффициент диафрагмирования

- доля времени, в течение которого окно открыто, по отношению к общему времени пребывания металла в печи

 

 

Расход топлива:

 

где - удельный тепловой эффект окисления железа

- величина угара металла

 

 

Теплота от сжигания топлива:

 

Теплота экзотермических реакций:

 

Физическая теплота топлива:

 

Физическая теплота воздуха:

 

Теплота уходящих газов:

 

Неучтенные потери:

 

 

Приход теплоты:

 

Расход теплоты:

Удельный расход топлива:

 

Коэффициент использования топлива:

 

Таблица 1.

Тепловой баланс печи

Приход теплоты	Расход теплоты
Статьи прихода	кВт	%	Статьи расхода	кВт	%
1.	531.5	82.45	1.	347.68	53.94
2.	0.494	0.08	2.	251.81	39.06
3.	53.29	8.27	3.	16.07	2.49
4.	59.33	9.20	4.	21.53	3.34
			5.	7.52	1.17
Всего:	644.61		Всего:	644.61

 

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был рассчитан процесс горения Березовского природного газа, уточнены размеры печи и составлен тепловой баланс с определением расхода топлива.

В процессе выполнения данной работы ознакомились с конструкцией и принципом действия камерной нагревательной печи. В результате расчетов получили основные размеры рабочей камеры печи ширина 1.5 м, длина 2.04 м и высота 0.839 м. Так же ознакомились с методикой составления теплового баланса для методических печей. Ознакомились с методикой расчета и проектирования рабочей камеры печи. В результате расчета расхода топлива (b=0.030 кг у.т./кг материала) получили значение термического КПД тепловой работы агрегата η=65.42%. Так же выяснили, что теплота, уносимая отходящими продуктами горения равна 251.806 кВт. Данное количество теплоты можно использовать для подогрева воды на промышленные нужды или использования коммунально-бытовыми потребителями, установив водотрубный котел-утилизатор (внутри по трубам движется вода, снаружи в межтрубном пространстве – отходящие технологические газы).

 

Список использованной литературы

1. Теплотехнические расчеты высокотемпературных установок. Мусатов Ю.В., Серов Д.Ю., Прелатов В.Г. С.: СГТУ, 2003 – 32 с.

2. Васильев Ю.А. Теплотехнические расчеты промышленных печей: Учеб. пособие. С.: СПИ, 1984 – 76 с.

3. Щукин А.А. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов. М.: Энергия, 1973 – 223 с.

4. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки. Под ред. А.Д. Ключникова. М.: Энергоатомиздат, 1989 – 336 с.

5. Казанцев Е.И. Промышленные печи. Справ. рук-во. М.: Металлургия, 1978 – 367 с.

6. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. СПб.: НПО ЦКТИ, 1998 – 256 с.

7. Теплотехнический справочник. Под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. М.: Энергия, 1976 – 869 с.

8. Троянкин Ю.В. Проектирование и эксплуатация огнетехнических установок. М.:Энергоатомиздат, 1988 – 257с.