934

Тепловой баланс

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Температура внутренней поверхности кладки. Потери теплоты через футеровку. Потери теплоты через окна. Теплота экзотермических реакций. Температура уходящих из томильной зоны газов. Потери теплоты с охлаждающей жидкостью. Температуру внутренней поверхности стен.

Русский

2013-01-06

558.5 KB

27 чел.

Тепловой баланс

Томильная зона

Приходные статьи

1. Теплота горения топлива

2.Теплота, вносимая подогретым воздухом

3.Теплота экзотермических реакций

Тогда теплота экзотермических реакций составит

Поскольку это количество тепла выделилось при окислении металла за все время нагрева и выдержки, принимаем, что в период выдержки выделяется половина тепла, т.е.

Расходные статьи

1. Теплота технологического продукта

Начальная средняя по массе температура ; энтальпия хромоникелевой стали при такой температуре . Конечная средняя по массе температура , энтальпия стали при такой температуре  [].

Тогда

.

2. Теплота, уносимая уходящими газами

Температура уходящих из томильной зоны газов равна 1339, тогда при этой температуре теплоемкость газов составит:

.

.

3. Потери теплоты через футеровку

СВОД

Температура внутренней поверхности кладки равна . Примем температуру окружающее среды равной , температуру наружной поверхности . Площадь свода (с учетом толщины стен) , толщина .

Средняя температура шамотного слоя равна

При этой температуре теплоемкость шамота равна []

Тогда потери тепла через свод составят

.

СТЕНЫ

Температуру внутренней поверхности стен принимаем равной , температуру наружной поверхности . Стены состоят из слоя шамота толщиной  и слоя шамота-легковеса толщиной .

С учетом толщины футеровки площадь поверхности стен равна:

торцевой (6,5 + 2∙0,46)∙(1,2 + 0,3) = 11,13 м2

боковых 2∙(1,56 + 0,46)∙(1,2 + 0,3) = 6,06 м2

общая .

Средняя температура слоя шамота равна

,

а слоя шамота – легковеса

.

где  - температура на границе раздела.

Коэффициенты теплопроводности материалов:

При стационарном режиме

.

Подставляя значения коэффициентов теплопроводности, получим

.

Решая это уравнение, получим , тогда

,

,

,

,

.

Потери тепла через стены составят

.

ПОД

Температуру внутренне поверхности пода принимаем равной , наружной поверхности . Под состоит из слоя высокоглиноземистого кирпича толщиной и слоя шамота-легковеса толщиной . Площадь пода равна площади свода .

Аналогично вышеприведенному расчету для стен находим .

,

,

,

,

.

Потери тепла через под печи равны

.

Общие потери тепла теплопроводностью через футеровку печи равны

.

4.Потери теплоты через окна

Потери теплоты через открытое окно определяется следующим уравнением

, кВт

Принимаем среднюю температуру печи равной , а температуру цеха .

Размеры окна

  

Площадь окна  м2 

,    

коэффициент Ф = 0,65

Принимаем, что окна открыты все время работы печи,

Количество окон в томильной зоне равно 2 смотровых + 4 рабочих = 6 шт.

Тогда потери теплоты через окна составят

Суммарные потери в окружающую среду

5. Потери теплоты с охлаждающей жидкостью

.

В данной печи водоохлаждаемыми являются только шагающие балки. Примем длину балки 1600 мм, ширину 1500, высоту труб – 1000 мм, диаметр водоохлаждающих труб 80 мм. Число балок в томильной зоне – 4.

Площадь водоохлаждаемой поверхности равна , а плотность теплового потока при 1180 .

Тогда потери теплоты с охлаждением составят

.

Расход топлива в томильной зоне

.

Сварочная зона

Приходные статьи

1. Теплота горения топлива

2.Теплота, вносимая подогретым воздухом

3.Теплота экзотермических реакций

4. Теплота, вносимая продуктами сгорания из томильной зоны

.

Расходные статьи

1. Теплота технологического продукта

Начальная средняя по массе температура ; энтальпия хромоникелевой стали при такой температуре . Конечная средняя по массе температура , энтальпия стали при такой температуре  [].

Тогда

.

2. Теплота, уносимая уходящими газами

Температура уходящих из томильной зоны газов равна 1055, тогда при этой температуре теплоемкость газов составит:

.

.

3. Потери теплоты через футеровку

СВОД

Температура внутренней поверхности кладки равна . Примем температуру окружающее среды равной , температуру наружной поверхности . Площадь свода (с учетом толщины стен) , толщина .

Средняя температура шамотного слоя равна

При этой температуре теплоемкость шамота равна []

Тогда потери тепла через свод составят

.

СТЕНЫ

Температуру внутренней поверхности стен принимаем равной , температуру наружной поверхности . Стены состоят из слоя шамота толщиной  и слоя шамота-легковеса толщиной .

С учетом толщины футеровки площадь поверхности стен равна:

.

Средняя температура слоя шамота равна

,

а слоя шамота – легковеса

.

где  - температура на границе раздела.

Коэффициенты теплопроводности материалов:

При стационарном режиме

.

Подставляя значения коэффициентов теплопроводности, получим

.

Решая это уравнение, получим , тогда

,

,

,

,

.

Потери тепла через стены составят

.

ПОД

Температуру внутренне поверхности пода принимаем равной , наружной поверхности . Под состоит из слоя высокоглиноземистого кирпича толщиной  и слоя диатомита толщиной . Площадь пода равна площади свода .

Аналогично вышеприведенному расчету для стен находим .

,

,

,

.

Потери тепла через под печи равны

.

Общие потери тепла теплопроводностью через футеровку печи равны

.

4.Потери теплоты через окна

Принимаем среднюю температуру печи равной , а температуру цеха .

Количество окон в сварочной зоне равно (3 смотровых + 6 рабочих)∙2 = 18 шт.

Тогда потери теплоты через окна составят

Суммарные потери в окружающую среду

5. Потери теплоты с охлаждающей жидкостью

Количество балок в сварочной зоне – 8, тогда площадь составляет , а плотность теплового потока при 896 .

Тогда потери теплоты с охлаждением составят

.

Расход топлива в сварочной зоне

.

Методическая зона

Приходные статьи

1. Теплота горения топлива

2.Теплота, вносимая подогретым воздухом

3. Теплота, вносимая продуктами сгорания из сварочной зоны

.

Расходные статьи

1. Теплота технологического продукта

Начальная средняя по массе температура ; энтальпия хромоникелевой стали при такой температуре . Конечная средняя по массе температура , энтальпия стали при такой температуре  [].

Тогда

.

2. Теплота, уносимая уходящими газами

Температура уходящих из томильной зоны газов равна 759, тогда при этой температуре теплоемкость газов составит:

.

.

3. Потери теплоты через футеровку

СВОД

Температура внутренней поверхности кладки равна . Примем температуру окружающее среды равной , температуру наружной поверхности . Площадь свода (с учетом толщины стен) , толщина .

Средняя температура шамотного слоя равна

При этой температуре теплоемкость шамота равна []

Тогда потери тепла через свод составят

.

СТЕНЫ

Температуру внутренней поверхности стен принимаем равной , температуру наружной поверхности . Стены состоят из слоя шамота толщиной  и слоя диатомита толщиной .

С учетом толщины футеровки площадь поверхности стен равна:

торцевой (6,5 + 2∙0,46)∙(1,2 + 0,3) = 11,13 м2

боковых 2∙1,99∙(1,2 + 0,3) = 5,97 м2

общая .

Средняя температура слоя шамота равна

,

а слоя диатомита

.

где  - температура на границе раздела.

Коэффициенты теплопроводности материалов:

При стационарном режиме

.

Подставляя значения коэффициентов теплопроводности, получим

.

Решая это уравнение, получим , тогда

,

,

,

,

.

Потери тепла через стены составят

.

ПОД

Температуру внутренне поверхности пода принимаем равной , наружной поверхности . Под состоит из слоя высокоглиноземистого кирпича толщиной  и слоя диатомита толщиной . Площадь пода равна площади свода .

Аналогично вышеприведенному расчету для стен находим .

,

,

,

.

Потери тепла через под печи равны

.

Общие потери тепла теплопроводностью через футеровку печи равны

.

4.Потери теплоты через окна

Принимаем среднюю температуру печи равной , а температуру цеха .

Количество окон в методической зоне равно (1 смотровое + 2 рабочих)∙2 = 6 шт.

Тогда потери теплоты через окна составят

Суммарные потери в окружающую среду

5. Потери теплоты с охлаждающей жидкостью

Число балок в методической зоне – 4.

Площадь водоохлаждаемой поверхности равна , а плотность теплового потока при 316 .

Тогда потери теплоты с охлаждением составят

.

Расход топлива в методической зоне

.

Печь

Приходные статьи

Теплота, вносимая подогретыми материалами

, при этой температуре .

.

Расходные статьи

1. Потери теплоты с технологическими отходами

.

Температура окалины равна температуре поверхности стали в конце томильной зоны, т.е. , теплоемкость .

.

2. Потери теплоты от механической неполноты сгорания

.

3. Неучтенные потери

.

Сведем полученные данные в табл.1

Таблица 1

Зональный тепловой баланс нагревательной печи со сводовым отоплением

Статьи теплового баланса

Для зоны

Для печи

томиль- ной

свароч-ной

методи-ческой

кВт

%

Химическая теплота горения топлива

2702

8021

1510

12233

81,90

Теплота, вносимая подогретым воздухом

434

1288

243

1965

13,16

Теплота, вносимая продуктами горения

-

1875

5673

-

-

Теплота, вносимая нагретыми материалами

-

-

-

111

0,74

Теплота экзотермических реакций

314

314

-

628

4,20

ПРИХОД ТЕПЛОТЫ

3450

11498

7426

14937

100

Теплота технологического продукта

660

4290

2586

7536

49,81

Теплота, уносимая уходящими газами

1875

5673

4514

4514

29,8

Потери теплоты в окр. среду через футеровку

94

156

79

329

2,2

Потери теплоты в окр. среду через окна

320

580

47

947

6,26

Потери теплоты с охлаждающей жидкостью

500

800

200

1500

9,91

Потери теплоты с технологи- ческими отходами

-

-

-

145

0,96

Потери теплоты от механиче- ской неполноты сгорания

-

-

-

30

0,20

Неучтенные потери

-

-

-

128

1

РАСХОД ТЕПЛОТЫ

3449

11499

7426

15129

100

 

 

 

 

 

 

Процент ошибки, %

1,27

 

 

 

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74568. Развитие науки в период Нового времени 98.15 KB
  Предпосылки развитию науки формировались во всех сферах жизни общества. Обществу становилась все более ясной практическая польза науки как и взаимная заинтересованность научных исследований в новых общественных отношениях. Этот период можно с полным правом назвать веком науки и научной революции.
74569. Современный этап в развитии науки 38.56 KB
  Как известно XIX век это период дисциплинарного оформления науки. Дифференциация научного знания приведшая к появлению новых научных дисциплин со своим предметом и специфическими средствами познания продолжала оставаться ведущей тенденцией развития науки того времени. Сформировались образ науки как дисциплинарно организованного знания и дисциплинарный подход ориентированный на изучение специфических частных закономерностей и явлений.
74570. Возникновение науки, основные стадии её исторической 36.5 KB
  Наука была всегда с момента зарождения человеческого общества т. Наука начинает отсчет с египетской цивилизации. Наука возникла в Древней Греции т. Наука возникла в Западной Европе в 1214 веках поскольку появился интерес к опытному знанию и математике.
74571. Научное знание Древнего Египта 41 KB
  Цивилизация Древнего Египта того времени располагала глубокими знаниями в области математики медицины географии химии астрономии и других областях. За тысячи лет до талантливых мужей Эллады жрецы Древнего Египта в совершенстве изучили и овладели секретами которые мы заново открываем в наш стремительный век.
74572. Горные породы 734 KB
  Горные породы различаются по цвету структуре текстуре минеральному составу и форме залегания. Текстура характеризует относительное расположение и распределение составных частой породы. Минералы образующие горные породы называются породообразующими.
74573. МАГМАТИЗМ 431.5 KB
  Подъем магмы и прорыв ее в вышележащие горизонты происходят вследствие так называемой инверсии плотностей при которой внутри литосферы появляются очаги менее плотного но мобильного расплава. В зависимости от характера движения магмы различают магматизм интрузивный и эффузивный. Преобладающим компонентом магмы является кремнезем.
74574. Метаморфизм 53 KB
  Преобразованию могут подвергаться любые горные породы осадочные магматические и ранее образовавшиеся метаморфические. В физикохимических условиях отличных от тех в которых образовались горные породы происходит изменение их минерального состава структуры и текстуры. без изменения химического состава метаморфизуемой породы и метасоматически т.
74575. Тектонические движения и деформации земной коры 1.08 MB
  Среди них различают следующие основные формы: моноклинали флексуры и складки. Складки это изгибы слоев горных пород без разрыва сплошности под действием давления. Складки являются основной формой пликативных дислокаций. Антиклинальными называются выпуклые складки в которых пласты падают в противоположные стороны а в центральных частях залегают более древние породы чем на периферии рис.
74576. Геологические науки и их задачи 74 KB
  Общим этот курс называется потому что рассматривает общие сведения о Земле начиная с положения Земли в мировом пространстве и кончая геологической деятельностью человека. Свое продолжение он находит в ряде последующих геологических дисциплин изучающих вопросы строения наружной оболочки Земли земной коры ее химический вещественный состав физические свойства геологическую историю. Каждая геологическая наука имея общую цель изучение Земли в то же время решает свои задачи. Историческая геология изучает историю и закономерности...