Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Расчет основных размеров рабочего пространства печи

 

F - площадь активного пода, м²

F = G/q

где

G – производительность печи, кг/ч

q – удельная производительность печи на активный под q = 140 кг/(м² * ч)

f = 2150/140 = 15,4 м²

La - длина активного пода, м

La = F/l

где

l – длина изделия, м

La = 15,4/1,6 = 9,6 м

La = Lp, где Lp – длина рабочего пространства печи, м

Вр – ширина рабочего пространства, м

Вр = 1,6 + 2 * 0,25 = 2,1 м

Нр – высота рабочего пространства печи, м

Нр = 1,2 м

Кладка печи выполняется из огнеупорного шамотного кирпича и изоляционного диатомитного кирпича.

S_шам = 0,23 м

S_диат = 0,115 м

 

Расчет габаритных размеров печи

L – длина м, B – ширина м, H – высота м.

L = 11,4 м

В = 3,65 м

Н = 3,2 м (без механизма), 3,4 м (с механизмом).

F_кл - площадь поверхности стен печи, м²

F_кл = 2F_бок + 2F_{под, свод} + 2F_{т. стенки}

 F_кл = 2KH + 2LB + 2BH

F_кл = 2 * 11,4 * 3,2 + 2 * 11,4 * 3,36 + 2 * 3,36 * 3,2 = 72,96 + 83,22 + 23,36 = = 179,54 м²

Из полученной площади пове5рхности кладки печи вычитаем площадь рабочего окна.

F^/_кл = F_кл – F_{р. о.}

Размер рабочего окна

В_{р. о.} – ширина рабочего окна, м

В_{р. о.} = l + 100

В_{р. о.} = 1600 + 100 =1700 =1,7 м

Н_{р. о.} – высота рабочего окна, м

F_{р. о.} = В_{р. о.} * Н_{р. о.}

F_{р. о.} = 1,7 * 0,8 = 1,36 м²

F^/_Кл = 179,54 - 1,36 = 178,18 м²

ЭСКИЗ ПЕЧИ

 

 

Рисунок 2 – Эскиз печи

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

 

Тепловой баланс печи важная характеристика тепловой работы.

Статьи прихода

 

6.1.1 Химическая теплота сгорания топлива, Вт

Q_хим = Q_н * B

где

Q_н – низшая теплота сгорания топлива, Дж/м³

Q_н = 34699 * 10³ Дж/м³

В – расход топлива, м³/с

Q_хим = 34699 * 10³ * B

 

6.1.2 Физическая теплота, вносимая подогретым воздухом, Вт

Q_{ф. в.} = C_в * t_в * V_в * B

где

С_в – средняя удельная теплоемкость воздуха при t_в, Дж/(м³ * ^оС)

t_в – температура воздуха, ^оС

V_в – количество воздуха, необходимое для горения топлива, м³/м³

 

6.1.3 Химическая теплота окисления металла, Вт

Q_{хим. ок.} = 0,01 * 5652 * m_м

где

m_м – количество каждого окисленного элемента металла

Q_{хим. ок.} = 0,01 * 5652 * 0,6 = 33,9 Вт

Статьи расхода

6.2.1 Теплота необходимая для нагрева металла, Вт

Q_пол = C_м * (t_м^к – t_м^н) * m_м

где

C_м – средняя удельная теплоемкость металла в интервале t_м^к – t_м^н,

 Дж/(кг * ^оС)

t_м^к, t_м^н – конечная и начальная температура металла, ^оС

m_м – масса нагретого или расплавленного металла (производительность печи), кг/с

m_м = G/3600 кг/с

G – часовая производительность печи кг/ч

m_м = 2150/3600 = 0,6 кг/с

С_м = 703 Дж/(кг * ^оС)

Q_пол = 703 * (800 – 20) * 0,6 = 329004 Вт

 

6.2.2 Физическая теплота продуктов горения топлива, Вт

Q_п.г. = C_п.г. * t_п.г. * V^/_п.г. * B

где

С_п.г. – удельная теплота продуктов горения при t_п.г., Дж/(кг * ^оС)

t_п.г. – температура продуктов горения, ^оС

V^/_п.г. – единицы топлива, м³/м³

С_п.г. = 1410 Дж/(кг * ^оС)

t_п.г. = 1400 ^оС

V^/_п.г. = 11,06 м³/м³

Q_п.г. = 1410 * 1400 * 11,06 * В = 21832440 * В Вт

 

6.2.3 Потери теплоты теплопроводностью через кладку, Вт

Q_кл = K * F_кл * (t_печ – t_в)

где

К – коэффициент теплопередачи от печного пространства в окружающий воздух через стенку, Вт/(м² * ^оС)

К =

α₁ –коэффициент теплопроводности конвекцией от газов к металлу,

 α₁ = 130,3 Вт/(м² * ^оС)

α₂ – коэффициент отдачи конвекцией в среду от наружных стен печи в окружающую среду, α₂ = 20 Вт/(м² * ^оС)

S₁ – толщина огнеупорного слоя из шамотного кирпича, S₁ = 0,23 м

S₂ – толщина изоляционного слоя из диатомитного кирпича, S₂ = 0,115 м

λ₁ – коэффициент теплопроводности шамотного кирпича, Вт/(м² * ^оС)

λ₁ = 0,84 + 0,6 * 10^-3 * t_ср.ш. Вт/(м² * ^оС)

t_ср.ш. – средняя температура огнеупорного слоя из шамотного кирпича, ^оС

t_ср.ш. = t_п + t_н/2

t_ср.ш. = 850+60/2 = 455 ^оС

λ₁ = 0,84 + 0,6 * 10^-3* 455 = 1,113 Вт/(м² * ^оС)

λ₂ – коэффициент теплопроводности диатомитного кирпича, Вт/(м² * ^оС)

λ₂ = 0,11 + 0,232 *10^-3 * t_ср.д.

t_ср.д. – средняя температура слоя из диатомитного кирпича, ^оС

t_ср.д. = t_ср.ш.+20/2

 t_ср.д. = 455+20/2 = 237,5 ^оС

λ₂ = 0,11 + 0,232 *10^-3 * 237,5 = 0,1651 ^оС

К =  Вт/(м² * ^оС)

Q_кл = 1,1 * 179,54 * (900 – 20) = 173794 Вт

6.2.3 Потери теплоты излучением через открытые окна и отверстия, Вт

 

Q_и = С_о * (Т_печ/100)⁴ * F_ок * Ф * τ

где

F_ок площадь открытого окна, м²

F_ок = 1,36 м²

Ф – коэффициент диафрагмирования. Зависящий от толщины стен и конфигурации окна

τ – время, в течении которого открыто окно (при постоянно открытом окне τ = 1)

С_о - коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м² * ^оС)

С_о = 5,76 Вт/(м² * ^оС)

Т_печ – температура печи конечная, ^оС

Т_печ = 900 +273 = 1173  ^оС

Q_и = 5,76 * (1173/100)⁴ * 1,36 *0,6 * 1 = 88982 Вт

 

6.2.4 Теплота, затрачиваемая на нагрев транспортирующих устройств, Вт

Q_тр = C_тр * (t^к_тр – t^н_тр) * m_тр

где

С_тр – средняя удельная теплоемкость транспортирующих устройств в интервале температур t^к_тр – t^н_тр, Дж/(кг * ^оС)

С_тр = 595 Дж/(кг * ^оС)

t^к_тр, t^н_тр – конечная и начальная температуры транспортирующих устройств, ^оС

t^к_тр = 800 ^оС

t^н_тр = 20 ^оС

m_тр – масса транспортирующих устройств, проходящих через печное пространство в единицу времени, кг/с

m_тр = 0,2 * Р_сад

Р_сад – садка печи, кг/с

Р_сад = G * τ _об

Р_сад = 2150 * 3,2 = 6880 кг

Р_сад = 6880/3600 = 1,9 кг/с

m_тр = 0,2 * 1,9 = 0,38 кг/с

Q_тр = 595 * (800 – 20) * 0,38 = 176358 Вт

 

6.2.5 Неучтенные потери обычно принимают равными 10 – 15% от суммы всех потерь теплоты, за исключением полезно затраченной, Вт

Q_неучт = 0,1/0,2 * (Q_расх – Q_пол)

Q_неучт = 0,1/0,2 * (21832440 *В + 768136 – 329004) = 0,5 * (21832440 * В + + 439132)= 0,5 * 21832440 * В + 0,5 * 439132 = 10916220 * В + 219566 Вт

Приравнивая сумму статей прихода к сумме статей расхода, находим расход топлива, В м³/с

34699000 * В + 4015440 * В + 33,9 = 329004 + 21832440 * В + 1173794 + 

+ 88982 + 17358 + 10916220 * В + 219566;

38714440 * В + 33,9 = 984704 + 32748660 * В;

38714440 * В – 3 2748660 * В = 984704 – 33,9;

5965780 * В = 984670,1;

В = 984670,1/5965780

В = 0,165053 м³/с

Таблица теплового баланса

 

Таблица 6.1 – Тепловой баланс печи

Статьи прихода	кВт	%	Статьи расхода	кВт	%
1 Химическая теплота сгорания топлива. 2 Физическая теплота воздуха. 3 Химическая теплота окисления металла	5684      625   0,0339	90,09      9,9   0,01	1 Нагрев металла 2 Теплота с уходящими продуктами горения 3 Потери через кладку 4 Излучение через окна 5 Неучтенные потери	329,004 3633,61   173,8 89 2081	5,22 57,62   2,76 1,4 33
Всего	6309,03	100	Всего	6306,414	100