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

3945. Дослідження роботи ЦАП і АЦП 427.5 KB
  Дослідження роботи ЦАП і АЦП Мета роботи: Виведення функціонального призначення мікросхем КР572ПА2, КР572ПВ1. Отримання навиків у експерементальному дослідженні роботи мікросхем ЦАП і АЦП. 2. Короткі теоретичні відомості: Аналого-цифровий пере...
3946. Перевезення вантажів змінними полупричепами 46.5 KB
  Перевезення вантажів змінними полупричепами. Мета роботи: Визначити необхідне число АТЗ для перевезення методом змінних полупричепів. Вхідні данні: Залізобетонні вироби з ДБК на будівництво перевозиться на автопоїздах (тягачах) марки КамАЗ-5410 з по...
3947. Защита информации с помощью пароля 18.2 KB
  Защита информации с помощью пароля Цель работы: исследование защиты с применением пароля, а также исследование методов противодействия атакам на пароль. Ход работы: Производим установку демо-версии программы ARCHPR на персональный компьютер. Пр...
3948. Особенности детерминизма и индетерминизма 78 KB
  Детерминизм и индетерминизм 1.1. Детерминизм: основные этапы развития Методологический принцип детерминизма является одновременно и основополагающим принципом философского учения о бытии. Сам термин "детерминация" происходит от латинского determi...
3949. Педагогические условия формирования экологической культуры младших школьников в ходе работы кружка Юный эколог 358.5 KB
  Введение Проблема экологического воспитания является в настоящее время актуальной. До определенного времени воздействие человека сглаживалось процессами происходящими в биосфере, но в настоящее время человек стоит на грани экологического кризиса. На...
3950. Элементы художесственного творчества на уроках развития речи в начальной школе 291.5 KB
  Введение Система уроков развития речи — один из основных элементов общего языкового и нравственно-эстетического воспитания младших школьников. Культура речи не ограничивается только грамотностью письма, правильным произношением, а непременно вы...
3951. Дослідження комбінаційних схем з багатьма виходами 429.72 KB
  Лабораторна робота №14 Тема: дослідження комбінаційних схем з багатьма виходами. Мета: синтезувати комбінаційні схеми з багатьма виходам на прикладі дешифраторі та шифраторів, дослідити роботу цих пристроїв Теоретичні відомості Дешифратор...
3952. Дослідження регістрів 429.31 KB
  Лабораторна робота №13 Тема: дослідження регістрів. Мета: побудувати регістри на основі різних видів тригерів. Теоретичні відомості Регістрами називаються послідовнісні цифрові пристрої (ПЦП), які використовується для зберігання і виконання деяких л...
3953. Синтез мультиплексорів та демультиплексорів 412.29 KB
  Лабораторна робота №15 Тема: синтез мультиплексорів та демультиплексорів Мета: спроектувати комбінаційні схеми і дослідити роботу мультиплексора та демультиплексора. Теоретичні відомості. Мультиплексор призначений для комутації в певному порядку на...