Проект нагревательной камеры КП СШВЛ-1,8.311

Расчет печи Д.rtf

Размеры рабочего пространства:
Коэффициент заполнения:
Максимальная температура в печи:
Основные составные части и принцип
Цель теплового расчета - определение
времени нагрева деталей расчет
теплового баланса печи определение ее
мощности и расчет нагревателей.
Основным источником нагрева деталей в
газоразрядной камере является
теплоизлучение специальных
нагревательных элементов;
I. Определение теплотехнической
Определение теплотехнических
характеристик материала
Плотность материала
температуратеплопроводность
Определение необходимых исходных
данных для заданной температуры
нагрева произведено методом линейной
Температура начала нагрева:
Максимальная температура тела в печи:
Средняя температура для всего периода
Теплопроводность материала при
средней температуре:
Теплоемкость материала при средней
Теплопроводность и плотность садки
равны соответствующим характеристикам
материала умноженным на коэффициент
заполнения садки. Теплоемкость и
температуропроводность не изменяются.
Коэффициент заполнения ;
Теплотехнические характеристики садки
при коэффициенте заполнения
Коэффициент температуропроводности
Определение приведенного
коэффициента лучеиспускания:
Коэффициент лучеиспускания АЧТ:
Степень черноты садки:
Степень черноты печи:
Тепловоспринимающая поверхность
Теплоотдающая поверхность печи:
Приведенный коэффициент
Определение коэффициента
теплоотдачи излучением:
Начальная температура садки:
Средний коэффициент теплоотдачи
Так как при давлении до 20 гПа
теплоотдача конвекцией мала и не
Определение теплотехнической
массивности садки по критерию Био:
Определяющий размер - расстояние между
самой горячей и самой холодной точкой
тела - равен радиусу садки.
Теплотехнически тонкое тело
II. Расчет толщины обечайки находящейся
при наружном давлении
Кожух вакуумной печи представляет
собой цилиндрический сосуд равномерно
нагруженный по длине внешним
давлением изготовленный из стали
МПа - предел текучести при температуре
МПа - предел прочности при температуре
Определение допускаемых напряжений.
Выбираем запасы прочности для кожухов
изготовленных из проката:
Находим допускаемое напряжение [] в
зависимости от условий работы деталей.
Допускаемое напряжение выбирается
наименьшим из вычисленных. Значит
Максимальное напряжение при расчете
на наружное давление в окружном
[]т где: р- внешнее давление; R-радиус
срединной поверхности обечайки;
+- толщина обечайки;
Из этой формулы находим толщину
обечайки при которой она выдержит
перепад давления создаваемый водой.
Определение критического давления
Критическое давлениет.е. давление при
котором обечайка теряет устойчивость
ее относительной длины.
- коэффициент Пуассона
МПа- модуль упругости материала
Тогда для обечаек средней длины
критическое давление вычисляется по
III.Расчет теплового баланса
Полезное тепло расходуемое на нагрев
Коэффициент теплоемкости:
Начальная температура нагрева садки
Конечная температура нагрева садки
Потери тепла на нагрев тары
Потери на нагрев тары принимаем равным
% от полезного тепла
Потери тепла на вспомогательные
операции равны потерям тепла на нагрев
Потери тепла через экранную
Учитывая небольшие внутренние размеры
реакционной камеры лабораторной
установки ионной химико-термической
обработки с целью сохранения рабочего
объема принято решение использовать
Футеровка свода и пода также состоит из
огнеупорных экранов аналогичной
конструкции и слоя теплоизолятора.
Толщина керамических изоляторов:
Температура садки: К;
Смотровое отверстие:
Площадь поверхности садки:
Площадь поверхности кожуха:
Площади поверхности экранов:
2 Потери тепла через крышку
Потери тепла через крышку:
3 Потери тепла через под печи
Экранная теплоизоляция пода печи
представляет собой кольцо
Потери тепла через под:
4 Суммарные потери тепла через
экранную теплоизоляцию
5 Определение расхода воды:
Тепло аккумулируемое деталями печи
Потери тепла на нагрев деталей печи -
тепло аккумулированного экранной
Плотность материала экранной
Удельная теплоемкость
Тепло расходуемое на нагрев кожуха
-плотность кожуха изготовленного из
-теплоемкость кожуха
Суммарное аккумулируемое тепло
Потери тепла через смотровые окна
Степень черноты излучающего тела
Коэффициент диафрагмирования
Площадь смотровых окон
Потери тепла через термические
Тепловое замыкание в камере происходит
по высоковольтному токовводу катода
по токовводам нагревателей. Принимаем
суммарную площадь тепловых замыканий
Площадь тепловых замыканий
Длина теплового замыкания
IV.Расчет нагревателя
Для обеспечения длительной и надежной
работы установки ионной ХТО материал
нагревателя не должен
взаимодействовать с насыщающей
атмосферой и загрязнять газовую среду
посторонними примесями. В качестве
нагревательного элемента предлагается
использовать графитное волокно.
Отличительной особенностью
графитового нагревателя является его
способность не терять прочность при
нагреве до высоких температур и
сохранять практически неизменным
электросопротивления в большом
диапазоне температур.
Для преобразования напряжения в
системе энергоснабжения установки
ионной ХТО использован трехфазный
трансформатор. Трансформатор входит в
состав системы управления
электропитания обеспечивающей подвод
напряжения к нагревательным элементам
В конструкции применена трехфазная
схема подвода напряжения к
нагревателю. Нагревательные элементы 1
соединенные звездой своей верхней
частью закреплены с помощью сегментов 2
на трех токовводах. Нижняя часть
каждого нагревательного элемента
связывается в общую точку кольцом 3.
В конструкции водоохлаждаемых
токовводов предусмотрена
электрическая изоляция с помощью
фторопластовых втулок и накладных
крышек. Вакуумная герметизация
обеспечена прокладками из вакуумной
Удельное электросопротивление
Поперечное сечение нагревателя
Сопротивление нагревателя
нагревателю. Нагревательные элементы
Мощность с одного нагревателя не
должна превышать 15 кВт
Общая мощность выделяемя на
Мощность холостого хода
-коэффициент запаса учитывающий
старение печи в процессе эксплуатации
V. Общее время технологического цикла
Время на вспомогательные операции:
Время на вспомогательные операции
связанные с герметизацией камеры
созданием в ней вакуума установкой и
Общее время технологическогои цикла:
Общее время технологическогои цикла
VI. Производительность и КПД печи
Производительность печи
Удельный расход электроэнергии

Крышка.cdw

МГТУ им Н.Э. Баумана

Печь.cdw

Экранная теплоизоляция под.cdw

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Токоввод.cdw

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Печь.frw

Стоимость.doc

Определение ориентировочной стоимости нагревательной камеры
Смета стоимости основных материалов готовых узлов и деталей
№ по Наименование Количество Оптовая цена Сумма руб
Углеграфитовый 1 кг 14000 ркг 14 000
Сталь 12Х18Н10Т 40 кг 150 ркг 6 000
Керамические изделия 1 кг 100 ркг 100
Вакуумные уплотнения 0.3 кг ркг
Термопара (кабель) 2 м 700 рм 1 400
Проволока нихромовая
Смета расходов на основную зарплату основным рабочим
№ поСпециальность РазОбъем Расценка Зарплата руб
пор рабочего рядработыч рубчас
Сварщик 5 8 200 1600
приспособлениям 5 176 185 3256
Слесарь-сборщик 6 18 205 3690
Вакуумщик 5 176 190 3344
Токарь 6 176 195 3432
Фрезеровщик 5 17 190 3230
Смета заводской себестоимости печи
пор Статья расходов Сумма руб
Стоимость основных материалов и готовых узлов 204 050
Зарплата основных рабочих 21 292
Цеховые расходы 68 134
Заводские расходы 17 034
Заводская себестоимость: 1 268650
Плановая себестоимость: Спл=1.03·Сзавод=1 306 710 руб
Плановая цена: Цплан=1.03·Спл=1 345 911 руб = 47225
Составление таблицы ТЭП печи.
№ Название параметра Единицы Значение
Назначение печи – Вакуумная цементация
Размеры рабочего пространства мм 600×600×900
Габаритные размеры печи мм 3660×4620×3140
Стоимость печи рублей 1 306 710
Максимальная температура °С 1000
Температура выдачи металла °С 65
Время нагрева и выдержки металла ч 12
Производительность печи кгч 1886
Установленная мощность кВт 40
Удельный расход энергии кВт(чкг 126
С. Л. Рустем. Оборудование и проектирование термических цехов.
Государственное научно-техническое издательство машиностроительной
литературы. Москва 1962.
Б.Н. Арзамасов Методика расчёта печей Учебное пособие МГТУ 1973.
А.П. Альтгаузен Электротермическое оборудование: Справочник

Теплоизоляция пироуплотненная(линии).frw

Печка.spw

МГТУ им. Н.Э. Баумана
КП СШВЛ-18.311-00.00
Пояснительная записка
КП СШВЛ-18.311.010.00
КП СШВЛ-18.311.020.00
КП СШВЛ-18.311.030.00
КП СШВЛ-18.311.040.00
КП СШВЛ-18.311.050.00
КП СШВЛ-18.311.060.00
КП СШВЛ-18.311.070.00
КП СШВЛ-18.311.080.00
Система подачи газов

Токоввод.spw

КП СШВЛ-18.311.020.00
МГТУ им. Н.Э. Баумана
КП СШВЛ-18.311.020.10
КП СШВЛ-18.311.020.20
Одноканальная трубка

токоввод1.cdw

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Экранная теплоизоляция.cdw

МГТУ им. Н.Э. Баумана