Читайте также:
|
|
При проектировании печи после определения её основных размеров выполняют конструктивную разработку. В данном примере расчёта это сделать невозможно, поэтому при составлении теплового баланса приходится опускать некоторые статьи расхода тепла, не превышающие 5% всего расхода.
Приход тепла
1. Тепло от сжигания топлива:
,где -- искомый расход топлива,
2. Тепло, вносимое подогретым воздухом:
.
3. Тепло, вносимое подогретым газом:
.
В данном примере топливо не подогревается.
.
4. Тепло экзотермических реакций (при угаре 1%, теплота сгорания железа порядка 5650 )
.
Расход тепла
В силу отмеченных причин при составлении теплового баланса опущены следующие статьи расхода:
а) потери тепла излучением через открытые окна;
б) потери от химической неполноты сгорания;
в) потери от механической неполноты сгорания
1. Тепло, затраченное на нагрев металла:
.
2. Тепло, уносимое уходящими газами.
Прежде всего следует определить теплоёмкость дымовых газов при
;
;
;
;
.
.
3. Потери тепла через кладку теплопроводностью.
Потери через свод. Площадь свода 285,2 м2, толщина свода 0,3 м, материал – шамот. Потерями через под пренебрегаем. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна температуре газов.
Средняя температура газов в печи
.
Если считать, что температура наружной поверхности кладки около 50оС, то средняя температура огнеупорного материала свода (1120+50)/2 = 585 оС. По этой температуре выбираем коэффициент теплопроводности шамотного материала:
.
Таким образом потери через свод составят
,
где -- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стен к
окружающему воздуху, равный .
Потери через стены. Кладка стен выполнена двухслойной (шамот
345 мм, диатомит 115 мм)
Площадь стен, м2:
методической зоны ;
сварочной зоны ;
томильной зоны ;
торцевых зон ;
__________________________
Полная мощность стен 174,3
Для вычисления коэффициентов теплопроводности, зависящих от температуры, необходимо найти среднее значение температуры слоев.
Средняя температура слоя шамота равна , а слоя диатомита ,
где - температура на границе раздела слоев, °С; - температура внутренней поверхности кладки, °С; - температура наружной поверхности кладки, ° С.
Коэффициент теплопроводности шамота
, Вт/(м К).
Коэффициент теплопроводности диатомита
, Вт/(м К).
В стационарном режиме
Подставляя значения коэффициентов теплопроводности
или
Решение этого квадратичного уравнения дает значение
=706 °С
При прямолинейном распределении температуры по толщине стены средняя температура шамота будет равна 913 оС, а диатомитового кирпича 373 оС.
Следовательно:
Вт/(м °С)=3,18 кДж/(м ч °С);
Вт/(м °С)=0,61 кДж/(м ч °С).
.
Полные потери через кладку .
4. Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаем равными 10% прихода (т.е. от ):
.
5. Неучтённые потери. В связи с тем, что нами не учтены некоторые статьи расхода части баланса, неучтённые потери принимаем в размере 15% прихода тепла
.
Составим уравнение теплового баланса печи
.
Результаты расчетов сведем в таблицу (таблица 3).
Таблица 3 - Тепловой баланс методической печи
Статья прихода, кДж/ч | Статья расхода, кДж/ч |
1. Тепло от горения топлива (12000·12775) 153·106 2. Физическое тепло воздуха (1872,64·12775) 23,92·106 3. Тепло экзотермических реакций 4,52·106 Итого 181,44·106 | 1.Тепло на нагрев металла 65,28·106 2. Тепло, уносимое уходящими газами (5418,9·12775) 69,13·106 3. Потери через кладку 2,93·106 4. Потери тепла с охлаждающей водой (1387,26·12775) 17,62·106 5. Неучтенные потери (2080,89·12775) 26,48·106 Итого 181,44·106 |
Удельный расход тепла на нагрев 1кг металла составит
.
Общий расход топлива на печь делится по зонам в соответствии с имеющимися данными. В случае наличия трёх зон отопления можно общий расход топлива разделить следующим образом, % ( ):
Методическая 35(4471,25)
Сварочная 45(5748,75)
Томильная 20(2555)
Затем при проектировании печи, по конструктивным соображениям выбирают целесообразное число горелок на каждую зону отопления и находят тепловую производительность одной горелки. По этой величине обычно по нормалям выбирают конкретные размеры горелки.
Список литературы
1. Металлургическая теплотехника. В 2-х томах. Т.1. Теоретические основы. Кривандин В.А., Арутюнов В.А., Мастрюков Б.С. и др. – М.: Металлургия, 2002.
2. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей: В 2-х томах. Т.2. Мастрюков Б.С., Расчеты металлургических печей. М.: Металлургия, 1986.
3. Металлургические печи. Кривандин В.А., Мастрюков Б.Л., М.: Металлургия, 1997.
4. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей: В 2-х томах. Т.1. Кривандин В.А., Филимонов Ю.П., Теория и конструкции металлургических печей. М.: Металлургия, 1986.
5. Телегин Л.С., Швыдский В.С., Ярошенко Ю.Г., Тепломассоперенос – М.: Металлургия, 1995.
Дата добавления: 2015-07-25; просмотров: 184 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Определение времени нагрева металла | | | Приложение Г |