49057

Расчет проходной (методической) печи

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Определение основных размеров печи. Проходные методические печи чаще всего принимаются для нагрева слитков металла перед прокаткой для придания им пластичности. В зоне сжигания топлива температура максимальная на 100200оС выше конечной температуры нагрева металла к концу печи она уменьшается. При нагреве тонких изделий время нагрева могло бы быть уменьшено при поддержании высокой температуры по всей длине печи.

Русский

2014-01-07

23.07 MB

22 чел.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………....2

1 Расчетная часть………………………………………...……………………................3

1.1 Расчет горения топлива………………………….……...……...……..……….........3

1.2  Расчет температуры горения топлива………………………………………..……5

1.3  Определение времени нагрева ……………………………………………...……7

1.4  Определение основных размеров печи ………………………………………….9

1.5  Составление теплового баланса ………………………………………………….13

1.6  Расчет рекуператора для подогрева воздуха …………………………………….18

2 Специальная часть…..…………………………………………….…………………..21

2.1 Определение суммарной потери напора …..………………………………………21

2.2 Определение высоты кирпичной трубы..………………………………………….25

Список используемых источников………………..……………….…………………..29

 

Введение

Проходные (методические) печи чаще всего принимаются для нагрева слитков металла перед прокаткой для придания им пластичности. В этих печах обычно используется противоточное движение продуктов сжигания топлива и металла. Это дает возможность снизить температуру отходящих газов и повысить коэффициент использования топлива. В зоне сжигания топлива температура максимальная (на 100-200оС выше конечной температуры нагрева металла), к концу печи она уменьшается. При нагреве тонких изделий время нагрева могло бы быть уменьшено при поддержании высокой температуры по всей длине печи. Однако при этом значительно уменьшился бы коэффициент использования топлива в печи. Таким образом, при выборе температуры отходящих газов в печи следует учитывать все экономические соображения и выбирать оптимальное решение.

При нагреве массивных изделий, кроме зоны постепенного нагрева (методической), зоны интенсивного нагрева (называемой часто сварочной), устанавливается еще третья зона – зона выдержки (томильная), температура которой лишь на 50оС выше конечной температуры нагрева металла. В этой зоне происходит выравнивание температуры по сечению слитка перед выдачей его из печи.


1. Расчетная часть

1.1 Расчет горения топлива.

1.1.1 Состав твердого топлива: %

СO  81.35   Н0       5.55   ρВО. кг/м2           1,29

SС   2.12   WР      19   α               1,12

ОР  9.45   NC       0.6

АР  1.2   tв.oC     300

    (1)

    (2)

    (3)

    (4)

1.1.2 Низшая теплота сгорания топлива

  (6)

1.1.3 Расход воздуха, количество и состав продуктов полного сгорания топлива.

Теоретический расход кислорода

C+O2=CO2  2H2+O2=2H2O   S+ O2=SO2

  (7)

м3/кг

1.1.4 Теоретический расход воздуха для полного сгорания 1 килограмма топлива.

    (8)

где      К=N2/O2  K=79/21=3.762

м3/кг

1.1.5 Практический расчет воздуха с учетом α

     (9)

1.1.6 Количество CO2 и SO2 при горении 1 килограмма топлива

    (10)

    (11)

1.1.7 Количество водяных паров

 (12)

1.1.8 Количество азота

   (13)

1.1.9 Избыточное количество кислорода

    (14)

1.1.10 Количество продуктов полного сгорания

   (15)

1.1.11 Состав продуктов сгорания

     (16)

     (17)

     (18)

     (20)

     (21)

1.1.12 Плотность дымовых газов

 (22)

По полученным данным составляем материальный баланс горения 1 килограмма топлива (табл. 1)

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Твердое топливо

1

9.6

Газообразные продукты сгорания []

10.5

99.885

Воздух []

9.4637

90.4

Зола [0.01* АР]

0.01

0.115

Всего

10.464

100

Всего

10.48

100

Невязка баланса  0,15%

1.2 Расчет температуры горения топлива

1.2.1 Энтальпия продуктов сгорания

где       

Где  физическая теплота подогретого воздуха

- физическая теплота подогретого воздуха  

 -удельная теплоемкость воздуха при  300ºС

1.2.2 Относительное избыточное количество воздуха в продуктах сгорания

    (23)

1.2.3 По приложению ІІ при    

Зададим температуру ,  

 (24)

При   энтальпия,

=   660,03

=    312,77

=    58,4

     =    1949,6 .

∑         =   2980,8

При     энтальпия,

=   701,51

=   333,55

=   61,9

     =    2068,6 .

∑         =   3165,6

1.2.3 Калориметрическая температура горения по интерполяции

1.2.4 Действительная температура горения при пирометрическом коэффициенте η=0,75

Размер слитков:  285x285x850 мм

Конечная температура отжига 880  

Температура воздуха   300  

Температура уходящих из печи дымовых газов принимаем равной tух = 1050, температуру печи в томильной зоне на 50выше температуры нагрева металлов, т.е. tт.з. = 930     

Основным назначением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, и температура в центре металла при переходе из методической в сварочную зону должна быть порядка 400-500. Разность температур между поверхностью и серединой заготовки в конце методической зоны печей прокатного производства можно принять , где S-прогреваемая толщина.

В рассматриваемом случае одностороннего нагрева µ = 1,0

µ*δ=1,0*0,29=0,29м     (25)

Следовательно, принимаем температуру поверхности сляба в конце методической зоны равную 500

 Предварительное определение размеров печи

При десятирядном расположении заготовок ширина печи

В=l+2*a      (26)

В=850*10+9*0,05+2*0,2=9,35м

Здесь    а - расстояние между заготовками и стенками печи, 0,2м

0,05 – расстояние между заготовками, м

По конструктивным соображениям высоту печи принимаем равной:

В томильной зоне    2,75м

В сварочной зоне   3,1м

В конце методической зоны  1,03м

Средняя высота методической зоны 0,5*(1.03+3.1)=2,065м

Определим степень развития кладки (на 1 метр кладки печи)

    (27)

Для методической зоны  

Для сварочной зоны   

Для томильной зоны   

Определим эффективную толщину газового слоя

   (28)

Для методической зоны

Для сварочной зоны

Для томильной зоны

1.3 Определение времени нагрева

1.3.1 Определение времени нагрева металла в методической зоне

Парциальное давление излучающих газов

Произведение парциального давления на эффективную толщину газового слоя

По номограммам находим степень черноты газов в начале методической зоны при Тг = 1050

     β = 1,07

В конце методической зоны при Тг = 1150

     β = 1,07

Степень черноты металла принять

Приведенная степень черноты

  (29)

Средний по длине методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2*К)

  (30)

Где, 5,7 Вт/(м2*К) – константа излучения черного тела

Принимаем среднюю температуру металла в методической зоне

Определим температурный θпов критерий и критерий Био

    (31)

      (32)

Для хромистой стали при средней по массе температуре металла по приложению находим коэффициент теплопроводности   и температуропроводности а

а=2,2*10-2 м2

По найденным значениям θ и Bi по номограммам для поверхности пластины находим критерий Фурье Fo = 0,65

Время нагрева металла в методической зоне, час

     (33)

Находим температуру центра металла в конце методической зоны. Согласно номограммам для центра пластины при F0=0,65 и Bi=1,30 температурный критерий , Тогда температура центра сляба:

1.3.2 Определение времени нагрева металла в сварочной зоне.

Определим степень черноты дымовых газов в сварочной зоне при средней температуре газов

Парциальное давление излучающих газов CO2 и H2O

    (34)

Произведение парциального давления на эффективную длину луча

37,5 кПа*м

По номограммам находим

     β=1,07

Принимаем температуру поверхности металла в конце сварочной зоны 780

Приведенная степень черноты

   (35)

Средний по длине сварочной зоны коэффициент теплоотдачи излучением Вт/(м2*К)

 (36)

Средняя температура металла в конце методической зоны (в начале сварочной)

Определим температурный  критерий и критерий Bi для поверхности слябов

    (37)

     (38)

Для хромистой стали при средней по массе температуре металла по приложению находим коэффициент теплопроводности λ и теплопроводности а

Так как при средней температуре металла

а=2,4*10-2 м2

По найденным значениям и Bi по номограммам для поверхности пластины находим критерий Фурье F0=0,3

Время нагрева металла в сварочной зоне, час

   

Находим температуру центра металла в конце сварочной зоны. Согласно номограммам для центра пластины при F0=0,3 и Bi=2,42 температурный критерий

Тогда температура центра сляба  

1.3.3Определение времени томления металла

Перепад температур по толщине металла в начале томильной зоны

Допустимый перепад температур в конце нагрева

Степень выравнивания температур

     (39)

При коэффициенте несимметричности нагрева µ=1, критерий Фурье для томильной зоны согласно номограммы F0=1

При средней температуре металла в томильной зоне

а=1,3*10-2 м2

Время томления металла, час

     (40)

Полное время пребывания металла в печи, час

1.4 Определение основных размеров печи

Для обеспечения производительности печи 97кг/сек или 349,2т/час в печи должно одновременно находится  следующее количество металла:

G=P*τ      (41)

G=349,2*9,66=3374,4 т

Масса одной заготовки при плотности стали 7850кг/м3

g=b*l*δ*ρ      (42)

g=0,85*0,285*0,285*7850=542,0 кг

Количество заготовок одновременно находящиеся в печи:

n=G:g       (43)

n=3374396,06:542,0=6226 штук

При десятирядном расположении заготовок в ряд, всего рядов:

N=6226:10=623 рядов

Определим длину печи если заготовки уложены беззазорно

L=623*0,285=177,4 м

При ширине печи B= 9,35 м

Площадь пода F= 9,35*177,4=1659,1 м2

Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева металла в каждой

Напряженность активного пода, кг/м2

     (44)

Принимаем боковую выдачу слитков из печи, свод печи выполняем подвесной из каолинового кирпича толщиной 300 мм. Стены имеют толщину460 мм, при чем слой шамота составляет 345 мм, а слой изоляции (диатомитовый кирпич) 115 мм. Под томильной зоны выполняем трехслойным: тальковый кирпич 230 мм, шамот 230мм и теплоизоляция (диатомитовый кирпич) 115 мм.


1.5 Составление теплового баланса. Определение расхода топлива.

1.5.1 Приход тепла.

1.5.1.1 Тепло от горения топлива.

    (45)

Здесь В – расход топлива, кг/c, при нормальных условиях.

- низшая теплота сгорания топлива

1.5.1.2 Тепло, вносимое подогретым воздухом

    (46)

Здесь  энтальпия воздуха, подогретого до 300

- практический расход воздуха

1.5.1.3 Тепло экзотермических реакций (угар металла принимаем, а=1%)

    (47)

Здесь Р – заданная производительность печи

1.5.2 Расход тепла

1.5.2.1 Тепло, затраченное на нагрев металла

   (48)

Здесь  =534,225 кДж/кг – энтальпия хромистой стали, при

=9,38 кДж/кг – энтальпия хромистой стали, при

1.5.2.2  Тепло, уносимое отходящими газами

Здесь  - объем продуктов полного сгорания

- энтальпия продуктов сгорания, при tух=1050

Из-за малого количества SO2 его можно учитывать вместе с CO2

(CO2+SO2)=0,1514*2356,045=356,61

H2O  =     0,09119*1813,5    =165,4

O2   =   0,02084*1560,565       =32,522

N2=         0,73661*1470           =1083   .

1.5.3 Потери тепла теплопроводностью через кладку

1.5.3.1 Потери тепла через свод

Свод принимаем толщиной δк = 0,3м, материал каолин.

Принимаем температуру внутренней поверхности свода средней по всей длине методической печи t = (1100+930+880):3=970

Принимаем температуру наружной поверхности кладки  243

Коэффициент теплопроводности в слое каолина при средней температуре

Вт/м*К

Суммарный коэффициент теплоотдачи  

243=24,58 Вт/(м2*К)

Плотность теплового потока через свод в окружающую среду

      (49)

кВт

Найдем уточненное значение температуры

     (50)

Определим уточненное значение коэффициента теплопроводности при уточненном значении средней температуры.

    (51)

Вт/м*К

Найдем значение плотности потока тепла

     (52)

=5499 Вт/м2

1.5.3.2 Потери тепла через стены печи

Температуру поверхности стены принимаем t3 = 84

Средняя температура в среднем слое   tсрш = (970,0+730):2=850

Средняя температура во втором слое   tсрд = (730+84):2=407

Толщина кладки составляет: первый (внутренний) слой из шамота δш = 0,345 мм, коэффициент теплопроводности в слое шамота

Вт/м*К

Второй (наружный) слой из диатомитового кирпича толщиной δд = 0,115 мм, имеет коэффициент теплопроводности в слое диатомита

Вт/м*К

Суммарный коэффициент теплоотдачи

    Вт/(м2*К)

Плотность теплового потока через двухслойную стенку

      (53)

Вт/м*К

Найдем уточненные значения температур на границе раздела слоев

     (54)

    (55)

Определим уточненные значения коэффициентов теплопроводности при уточненных значениях средних температур слоев

    (56)

Вт/м*К

   (57)

Вт/м*К

Найдем значение плотности потока тепла через первый слой

      (58)

= 950 Вт/м2

Найдем значение плотности потока тепла через второй слой

      (59)

Вт/м2

1.5.3.3 Потери тепла через под печи

Толщина пода 460 см

Температуру наружной поверхности пода принимаем t3 = 84

Температуру на границе раздела слоев  t2 = 705

Средняя температура в первом слое  tсрт = (970+705):2 = 837

Средняя температура во втором слое  tсрш = (705+84):2 = 394

Первый (внутренний) слой из талькового кирпича толщиной δт = 0,23 мм, коэффициент теплопроводности

Вт/м*К

Второй (наружный) слой из шамота толщиной δш = 0,23 мм, имеет коэффициент теплопроводности

Вт/м*К

Суммарный коэффициент теплоотдачи

    (60)

Вт/(м2*К)

Плотность теплового потока через двухслойный под

     (61)

Вт/(м2*К)

Найдем уточненные значения температур на границе раздела слоев

     (62)

    (63)

Определим уточненные значения коэффициентов теплопроводности

  

Вт/м*К

Вт/м*К

Найдем значение плотности потока тепла через первый слой

      (64)

Вт/м2

Найдем значение плотности потока тепла через второй слой

      (65)

Вт/м2

Площадь свода и пода

Fпод=Fсв=В*L      (66)

Fсв=1659,11 м2

Площадь стены методической печи

Fст.м.з.=2*Lм.з.*Hм.з.     (67)

Fст.м.з.=2*44,1*2,065=182 м2

Площадь стены сварочной зоны

Fст.св.з.=2*Lсв.з.*Hсв.з.    (68)

Fст.св.з.=2*18,64*3,1=115,59 м2

Площадь стены томильной зоны

Fст.т.з.=2*Lт.з.*Hт.з     (69)

Fст.т.з.=2*114,7*2,75=631,03 м2

Площадь торца со стороны методической зоны

Fторц.м.з.=В*Нм.з.     (70)

Fторц.м.з.=1,03*9,35=9,63 м2

Площадь торца со стороны томильной зоны

Fторц.т.з.=В*Нт.з.     (71)

Fторц.т.з.=2,75*9,35=25,7 м2

Общая площадь стен

Fст=963,97 м2

1.5.3.4 Потери тепла теплопроводностью через торцы, стены, под и свод

Qсв = 1659,11*5499  =  9123,9 кВт

Qст =   963,97*946    =   911,9 кВт

Qпод = 1659,11*1956=   3244,5 кВт

Qтепл=13280,3 кВт

1.5.3.5 Потери тепла с охлаждающей водой

По практическим данным принимаем 10% от тепла, вносимого топливом и воздухом

Qохл=0,1*В*(Qхим+Qв)     (72)

Qохл=0,1*В*(24679+2899)=2758*В

1.5.3.6 Неучтенные потери

Qнеуч=0,1*(13280,3+2758*В)=1328+275,8*В

1.5.4 Уравнение теплового баланса

24679,1*В+2899*В+5480,5=50909,97+12959*В+13280,3+2758*В+1328+275,8*В

11585=60038*В

Откуда расход топлива при нормальных условиях  В = 5,18  кг/с

Результаты расчетов сводим в таблицу

Таблица 2 – Тепловой баланс методической печи

Статьи прихода

кВт

%

Статьи расхода

кВт

%

Тепло от горения топлива

127891

86,2

Тепло на нагрев металла

50910

34,3

Физическое тепло воздуха

15021

10,1

Тепло, уносимое уходящими газами

67154,6

45,3

Тепло экзотермических реакций

5480,5

3,69

Потери тепла теплопроводностью

13280,3

8,95

Потери тепла с охлаждающей водой

14291,3

9,63

Неучтенные потери

2757,16

1,86

Итого

148393

100

Итого

148393

100

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла

 q=  Qприх   :  Р   q=   148393   :    97   =   1530 кДж/кг

1.6 Расчет рекуператора для подогрева воздуха

   Исходные данные для расчета

Температура воздуха на входе в рекуператор     tнв = 20  оС

Температура воздуха на выходе из рекуператора    tкв = 300 оС

Температура дыма на входе в рекуператор     tнд = 930 оС

Расход газа на отопление печи      В = 5,18 м3

Расход воздуха на горение топлива    Vв=B*La

Vв=  5,18  *  7,331  =  37,99 м3

Количество дымовых газов на входе в рекуператор  Vд=B* Vа

Vд=  5,18  *  7,915  =  41,01 м3

Состав дымовых газов, %

CO2 + SO2 =  15,14

Н2О = 9,118861

О2= 2,083958

N2= 73,66131

Выбираем керамический блочный рекуператор

Материал блоков – шамот, марка кирпича Б4 и Б6

Утечку воздуха в дымовые каналы принимаем 10%

Тогда в рекуператор необходимо подать воздуха

37,99 : 0,9 = 42,21 м3

Количество потерянного в рекуператоре воздуха

Vв = 42,21 – 37,99 = 4,22 м3

Среднее количество воздуха

м3

Количество дымовых газов, покидающих рекуператор (с учетом утечки воздуха)

Vкд = 41,01 + 4,22 = 45,24 м3

Среднее количество дымовых газов

м3

Составляем уравнение теплового баланса рекуператора, учитывая потери тепла в окружающую среду, равные 10% и утечку воздуха в дымовые каналы

Задаемся температурой дымовых газов на выходе из рекуператора  tкд = 500 оС

Теплоемкость дыма на входе в рекуператор при    tнд = 930 оС

                       0,1514    *   2,226  =  0,337

             0,09119    *   1,713  =  0,156

         0,02083958    *   1,480  =  0,031

                0,7366    *   1,393  =  1,026

Сд      =  1,550 кДж/(м3*К)

На выходе из рекуператора   tкд = 500 оС

         0,1514    *   2,045   =  0,310

       0,09119    *   1,583   =  0,144

 0,02083958    *   1,401   =  0,029

         0,7366    *   1,329   =  0,979

Сд      =  1,462 кДж/(м3*К)

Тогда

0,9*43,13*(1,550*930-1,462*tкд) = 40,10*300*1,318+4,22*tкд*1,344

Где,  1,344 кДж/(м3*К) – теплоемкость воздуха при  500оС

Решая это уравнение, получим  tкд = 642,2 оС

В принятой конструкции рекуператора схема движений теплоносителей – перекрестный противоток

Среднюю разность температур для противоточной схемы определяем по формуле

    (73)

  

По номограмме находим    = 0,97 T = 626,8

Тогда

Определяем суммарный коэффициент теплопередачи. Принимаем среднюю скорость движения дымовых газов  ωдо = 1,2 м/с  и среднюю скорость движения воздуха  ωво = 1,5 м/с

Учитывая, что эквивалентный диаметр воздушных каналов  dв = 0,055м  из графика находим коэффициент теплоотдачи конвекцией на воздушной стороне:  Вт/(м2*К)

Учитывая влияние шероховатости стен, получим:

Вт/(м2*К)

Коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне находим по формуле

    (74)

Гидравлический диаметр канала, по которому движутся дымовые газы dд=0,21 см

Согласно графику коэффициент теплоотдачи конвекцией на дымовой стороне

Вт/(м2*К), с учетом шероховатости стен

Вт/(м2*К)

Коэффициент теплоотдачи излучением на дымовой стороне определяем для средней температуры дымовых газов в рекуператоре

Среднюю температуру стенок рекуператора принимаем

Эффективная длина луча в канале   Sэфф = 0,9*dд = 0,9 * 0,21 = 0,189 м

По номограммам tд=786 находим

     β = 1,06

При tст=473 находим   

Степень черноты стен рекуператора  

Эффективная степень черноты стен  

Коэффициент теплоотдачи излучением находим по формуле

Вт/(м2*К)

Общий коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне

αд = 13,12 + 7,04 = 20,16 Вт/(м2*К)

Коэффициент теплопроводности шамота (приложение 11) при температуре 473

λш = 0,88 + 0,00023 * 473 = 0,99 Вт/(м*К)

Толщина стенки элемента рекуператора δ = 0,019 м. суммарный коэффициент теплопередачи определим по формуле:

    (75)

Где F и Fор соответственно основная поверхность теплообмена и оребренная, м2

При    К = 8,28 Вт/(м2*К)

Определяем поверхность нагрева и основные размеры рекуператора

Количество тепла, передаваемое через поверхность теплообмена

Q = Vв * (скв * tкв – снв * tнв) + ∆Vв * (сдв * tкд – снв * tнв)   (76)

Q = 17583,7 кВт

Находим поверхность нагрева рекуператора  F = Q/(K*∆tср)

м2

Так как удельная поверхность нагрева рекуператора, выложенного из кирпичей Б4 и Б6, равна  ƒуд = 10,3 м23, можно найти объем рекуператора

Vр = F/ ƒуд  = 3388 : 10,3 = 329 м3

Необходимая площадь сечения для прохода дыма

ƒд = Vд/ωд0 = 41,01 : 1,2 = 34 м2

Учитывая, что площадь дымовых каналов составляет 44%  от общей площади вертикального сечения рекуператора, найдем величину последнего

м2

Принимаем ширину рекуператора равной ширине печи, т.е. Вр = 9,35 м, найдем высоту рекуператора

м

Длина рекуператора

м


2 Специальная часть

 2.1 Определить суммарные потери напора на пути движения продуктов горения от рабочего пространства печи до шибера

Рисунок 3 Схема дымового тракта трехзонной методической печи

1 – печь; 2 – вертикальные каналы; 3 – рекуператор

4 – боров; 5 – место установки шибера

Количество продуктов горения     28493 м3

Плотность дымовых газов                 1,3225 кг/м3

Размеры рабочего пространства в конце печи     2,75  х  9,35 м2

Температура дыма в конце печи     1323 К

Температура дыма в вертикальных каналах   1173 К

Падение температуры дыма в рекуператоре    573 К

Потери напора в вертикальных каналах складываются из потерь на трение на местных сопротивлениях (поворот на 90о и изменение скорости потока) и на преодоление геометрического напора

Скорость движения дымовых газов в конце печи с учетом уменьшения сечения рабочего пространства печи за счет нагревающихся заготовок толщиной  0,15 мм

м/с

Скорость движения в трех вертикальных каналах принимаем  м/с тогда их сечение

м2

Сечение каждого канала  3,17 : 3 = 1,055 м2

Размеры вертикальных каналов принимаем следующими: длина l=1 м, ширина b=0,7 м, высота H=3,0 м.

Тогда приведенный диаметр, м

Потери энергии на трение определяют по формуле

    (77)

 H2

Где для кирпичных каналов λ = 0,05

Потери энергии при повороте на 90о

      (78)

 H2

Где,

Потери энергии при сужении канала (изменении скорости)

      (79)

 H2

Где,   для  F2/F1 =  = 0,12

Потери энергии на преодоление геометрического напора

  H2

Где   = 1,29 кг/м3 – плотность воздуха при T0=273 К и давлении 101,3 кH2 

 Tв = 293 К – температура окружающего воздуха

Суммарные потери энергии в вертикальных каналах:

 hвертпот = 29,75 Н/м2

Определяем потери напора при движении дымовых газов от вертикальных каналов до рекуператора.

Скорость движения дыма в борове принимаем ωб0 = 2,5 м/с

Сечение борова      м2 

Ширину борова сохраняем равной длине вертикальных каналов (b = 1м)

В этом случае высота борова равна 3,17 м

Приведенный диаметр борова, м

Принимаем падение температуры дыма 2 К на 1 м длины борова. При длине борова от вертикальных каналов до рекуператора 11 м падение температуры 22 К

Температура дыма перед рекуператором  T\р=1151 К

Средняя температура дыма в борове    Tбср=1162 К

Потери энергии на трение

     (80)

6,365 H2

Потери энергии при двух поворотах на 90о на пути от вертикальных каналов до рекуператора

     (81)

 H2

Где,

Суммарные потери энергии на участке от вертикальных каналов до рекуператора

 H2

Потери энергии в рекуператоре складываются из потерь при внезапном расширении при входе, потерь при внезапном сужении при выходе из рекуператора и потерь энергии при поперечном омывании дымов шахматного пучка труб.

Размеры камеры для установки рекуператора 1,4*2,5 м2, диаметр труб d=57 мм

Температура дыма на входе в рекуператор   1162 К

Температура дыма на выходе из рекуператора    589 К

Средняя температура дыма в рекуператоре     876 К

Скорость движения дыма в рекуператоре принята  ω0=4м/с

Число рядов труб по глубине пучка    m=14

Средняя температура стен труб      593 К

Потери энергии при внезапном расширении (изменении скорости) при входе в рекуператор

      (82)

 H2

Где,  для  F2/F1 =  = 0,905

При поперечном омывании дымом шахматного пучка труб

    (83)

Где

Значения  находим по номограммам, приведенной на рисунке 2

Действительная скорость движения дыма

м/с

При средней температуре дыма в рекуператоре  875,5 К (603оС)

 H2

, , ,

 H2

Потери энергии при внезапном сужении (изменении скорости) при выходе из рекуператора

    (84)

 H2

Где,   для  F2/F1 =  = 0,905

а скорость движения дыма в камере рекуператора за трубами

м/с

Потери энергии в рекуператоре

 hрек = 128 H2

Определим потери энергии на участке от рекуператора до шибера

Принимаем падение температуры дыма на этом отрезке 1,5 К на 1 м длины борова (длина борова 6м)

Тогда средняя температура дыма на этом участке Tд = 585 К

При том же сечении борова, что и до рекуператора, потери на трение составят

     (85)

 H2

Общие потери энергии при движении продуктов горения от рабочего пространства до шибера

hпот = hвертпот +  + hрек +     (86)

hпот = 209,7 H2

2.2 Определим высоту кирпичной трубы, предназначенной для удаления продуктов горения из методической нагревательной печи

Общие потери энергии при движении газов  ∑hпот = 209,7 H2

Температура дымовых газов перед трубой   580 К

Количество продуктов горения, проходящих через трубу 28493 м2/ч или 7,91 м2

Температура окружающего воздуха    293 К

Находим площадь сечения устья трубы, принимая скорость дыма в устье 3 м/с

F2 = Vсрд / ωo2     (87)

F2 = 2,64 м2

Откуда диаметр устья равен     м

Диаметр основания трубы находим из отношения   откуда  м

Скорость движения дымовых газов в основании трубы

      (88)

м/с

Действительное разряжение, создаваемое трубой, должно быть на 20-40% больше потерь напора при движении дымовых газов   hдейств = 1,3 * ∑hпот , hдейств = 273 H2

Для определения температуры дымовых газов в устье трубы по графику на рисунке 6 ориентировочно находим высоту трубы  H = 60 м

Падение температуры для кирпичной трубы принимаем 1К на 1м высоты трубы ∆T= 60 К

Тогда температура газов в устье трубы  Tr2 = 580 – 60 = 520 К

Средняя температура газов  Tсрг = 550 К

Находим средний диаметр и среднюю площадь сечения трубы

      (89)

м

      (90)

м2

Средняя скорость движения дымовых газов в трубе

      (91)

м/с

Для кирпичных труб коэффициент трения λ = 0,05

Высоту кирпичной трубы определим по формуле

  (92)

откуда высота трубы H = 55,8 м


Список использованных источников

В.В.Крапухин. Печи для цветных и редких металлов

В.А.Кривандин, Ю.П.Филимонов. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей

Б.С.Мастрюков. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей


5

3

2

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80671. Организация сбытовой сети и системы товародвижения в маркетинге 53 KB
  В понятие сбыта включаются факторы: транспортировка складирование хранение доработка продвижение к розничным и оптовым торговым звеньям предпродажная подготовка собственно продажа.Проблемы эффективности рыночного поведения и развития предприятия Наиболее тесно предприятие соприкасается с потребителем в системе сбыта. Руководить предприятием эффективно быть постоянно ориентированным на нужды потребителя СИСТЕМА СБЫТА комплекс состоящий из сбытовой сети предприятия и тех каналов сбыта которые ею пользуются для продажи товаров....
80675. Планирование культуры экономической организации 186.5 KB
  Планирование организационной культуры - вид планирования, в определенном смысле противоположный процессу и результатам финансового планирования. Если финансовое планирование имеет дело с предельно точными, конкретными величинами, то планирование культуры связано с наименее определенным, слабо контролируемым элементом внутрифирменной среды. Основу культуры составляют человек, его поведение