Определение расхода топлива.

Определим затраты теплоты на нагревание изделий в периоде нагрева по формуле _∆Q₁_I

, где

– площадь поверхности изделий;

При заданном линейном изменении температуры поверхности в периоде нагрева ее среднее значение найдем по формуле

⁰C.

Коэффициент использования теплоты в периоде нагрева определяем по формуле

=0.66.

Потери физической теплоты с отходящими газами, отнесенные к единице топлива, находим по формуле

Средняя за период нагрева удельная теплота продуктов горения составит

Следовательно, 977.8⁰C.

Средняя температура внутренней поверхности стенок печи составит

⁰C,

при которой согласно таблице 3.6, для стен, теплоизолированного свода, омываемого снаружи воздухом пода и парапета

= 1003,35 Вт/м².

Для определения площади поверхности стенок определим толщину футеровки, футеровка состоит из двух слое: шамота общего назначения ША и легковесного шамота ШЛ–1.3

– теплопроводность шамота общего назначения ША, ;

– теплопроводность легковесного шамота ШЛ–1.3, ;

– толщина слоя шамота общего назначения ША, м;

– толщина слоя легковесного шамота ШЛ–1.3, м;

теплопроводность рассчитываем, руководствуясь методическим пособием [7]

S₁ и S₂ определяем подстановкой: S₁=0,5 м, S₂=0,33 м, тогда F_нар=77.35 м², F_ст= 47,088 м², где

F_нар– площадь наружной поверхности печи, м²;

F_ст– площадь внутренней поверхности печи, м².

Для расчета удельных потерь теплопроводностью за период нагрева принимаем f_отв=0 так как печь не открывают, а тепловое сопротивление парапета такое же, как и у остальных элементов кладки:

Потери теплоты теплопроводностью за период нагрева составляют

Приспособления выполнены из стали 45 и имеют массу

– объем приспособлений, м³;

кг/м³;

Считаем, что массовая температура приспособлений в периоде нагрева изменяется так же, как у нагреваемых изделий, тогда потери теплоты на нагревание приспособлений определим по формуле

–изменение температуры приспособлений в период нагрева,⁰С;

– теплоемкость приспособлений, кДж/(кг*К), определяем для углеродистых сталей в интервале температур t_м0–t_м1=20 – 1080.115 ⁰С по данным таблицы 3.1

Для расчета количества теплоты, аккумулированной стенками за период нагрева необходимо определить средние температуры в слоях футеровки для каждого из огнеупорных материалов

отсюда

– температура на границе слоев футеровки, ⁰С;

⁰С.

Средняя температура шамотного слоя футеровки

⁰C.

Средняя температура легковесного шамотного слоя футеровки

⁰С.

Количества теплоты аккумулированной стенками за период нагрева

Количества теплоты аккумулированной стенками за период нагрева для шамота

, где

– Объем огнеупорного материала, м³;

– плотность огнеупорного материала, кг/м³4

, – теплоемкость шамота при определенной температуре, рассчитываем, руководствуясь методическим пособием [7]

Расход топлива за период нагрева рассчитаем по формуле

Таблица 2. Тепловой баланс камерной печи с выкатным подом

Статьи теплового баланса	Q,10⁶ ^кДж	Q,%	Статьи теплового баланса	Q,10⁶ ^кДж	Q,%
Приход теплоты Q_х= = Q_в= =3637.367* *261,94	125.42 0.95	99.3 0.7	Расход теплоты Q₁ Q₂= 3637.367 * Q₃= 3637.367 * ∆Q_5пр Q₆	53.19 53.12 2.51 0.54 16.85	42.1 0.6 13.3
итого	126,37		итого	126.37

Заключение

Основы теплотехнических расчетов печей: первый закон термодинамики в форме уравнения теплового баланса, закономерности внешнего теплообмена, учитывающие процессы тепловыделения и движения печной среды, и теория теплопроводности. Самая общая зависимость – уравнение теплового баланса. Результаты определения членов этого уравнения позволяет получить показатели тепловой работы печей и проанализировать распределение введенной теплоты с целью повышения экономичности печи.

Для теплотехнического расчета печей это уравнение должно быть объединено с зависимостями, выражающими передачу теплоносителем содержащейся в нем теплоты окружающим поверхностям технологических материалов и печных стенок, то есть с зависимостями внешнего теплообмена.

Режим давления газов должен обеспечивать по возможности равномерную передачу теплоты на поверхности нагреваемых изделий. Для этого необходимо практически одинаковую повсюду температуру газов. Средствами достижения этой цели могут быть распределенный по всему рабочему пространству процесс тепловыделения (горения топлива) и циркуляция газов (круговое движение). Первое в большей мере пригодно для нагревательных печей. Ввиду возможности местного нагрева изделий горящими газами, что особенно не желательно с точки зрения качества термической обработки, для термических печей рекомендуется циркуляций газов.

При негерметичности печных ограждений и возможности подсоса атмосферного воздуха в печь, что вызывает местное охлаждение изделий, расположенных в зонах подсоса, зачастую вводят избыточный воздух через горелки вследствие чего возрастает коэффициент расхода воздуха и потери теплоты с отходящими газами. Экономичнее использовать рециркуляцию, то есть возвращать в рабочее пространство отходящие газы.

При садке единовременно большого количества относительно холодных изделий наблюдается понижение температуры газов и печных стенок. Поэтому целесообразно сажать в печь уже нагретые изделия с целью экономии топлива на нагрев садки и повышения производительности печи.

Список литературы.

1. Теплотехнические расчеты металлургических печей. Под ред. Телегина А. Издательство «Металлургия» Москва. 1993 г.

2. Гущин С.Н., Маркин В.П. Проектирование металлургических печей/ Методические указания к курсовому проектированию.- Свердловск, изд. УПИ, 1985.

3. Гущин С.Н., Казяев М.Д. Расчеты горения топлив.- Екатеринбург, изд. УГТУ, 1995.

4. Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии.- М., Металлургия, 19889.

5. Соколов К.Н. Оборудование термических цехов.- М., ГНТИ, 1957.

6. Рустем С.Л. Оборудование и проектирование термических цехов.- М. ГНТИ, 1962.

7. Теплофизические свойства веществ: Учебное пособие / В.Л. Советкин, Л.А. Федяева, Свердловск УПИ, 1990. 104 с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: