Расчёт пламенной методической печи

ПЕЧЬ.cdw

Фрагмент.frw

Курсач по печам_вариант.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Гомельский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика и экология»
по курсу: «Высокотемпературные теплотехнологические
процессы и установки»
на тему: «Расчёт пламенной методической печи»
Расчёт горения топлива
Определение времени нагрева
1. Предварительное определение основных размеров печи
2.Определение степени развития кладки
3.Определение эффективности толщины газового слоя
4. Определение времени нагрева металла в методической зоне
5.Определение времени нагрева металла в сварочной зоне
6.Определение времени топления металла
7. Определение действительных основных размеров печи
1. Выбор футеровки печи
3. Статьи прихода теплоты
4. Статьи расхода теплоты
5. Потери теплоты теплопроводностью через кладку (приближенный расчет)
Расчёт и выбор вспомогательного оборудования
1. Блочный керамический рекуператор
2. Трубчатый металлический рекуператор
Расчет аэродинамического сопротивления дымового тракта
Определение высоты дымовой трубы
Список использованной литературы
В данном курсовом проекте рассчитывается пламенная методическая печь. Результатом расчёта являются основные размеры печи выбор и расчёт вспомогательного оборудования: керамический и металлический рекуператоры а также определяется высота дымовой трубы.
В исходных данных задаются температура материала на выходе из печи производительность печи и состав топлива.
Расчёт включает в себя: расчёт продуктов сгорания определение действительной температуры продуктов сгорания расчёт времени пребывания садки в зонах рабочего пространства расчёт основных размеров рабочего пространства (технологических зон) тепловой баланс рабочего пространства расчёт теплообменников для регенерации использования теплоты энергетических отходов расчет аэродинамического сопротивления дымового тракта и определение высоты дымовой трубы.
Нагреваемый материал: Ст 35
Производительность печи:
Температура материала на входе:
Температура материала на выходе:
Размер нагреваемых изделий
Температура уходящих газов:
Удельная производительность печи:
Вариант расположения заготовок: 1 ряд
Конечная разность температур в томильной зоне:
Коэффициент несимметричности:
Температура наружного воздуха:
Температура наружной поверхности свода:
Вид топлива: ПГ+КГ (21000 кДжм3)
Температура подогрева воздуха: 505 oC
Температура подогрева топлива: 255oC
Расчёт и подбор инжекционной горелки: -
Расчет аэродинамического сопротивления дымового тракта и дымовой трубы:
Расчет горения топлива
По [1] и [2] находим состав топлива.
Состав сухих газов %
Принимаем содержание влаги в газах Wприр = 30 гм3 и рассчитываем состав влажных газов по формуле:
Состав влажных газов сведем в таблицу 1.2.
Состав влажных газов %
Расчет выполняется ориентируясь на характерное для методических печей длиннофакельное сжигание топлива осуществляемое как правило с коэффициентом расхода воздуха . Чтобы найти состав топливной смеси необходимый для расчетов процесса горения по стехиометрическим уравнениям необходимо воспользоваться свойством аддитивности теплоты сгорания .
При определении теплоты сгорания газа следует использовать таблицы экзотермических эффектов реакций горения:
где - экзотермический эффект ri - объемные доли содержания компонентов %.
Для смеси газов определяется для каждого газа в отдельности исходя из его исходного состава. Чтобы вычислить состав газов предварительно определяем долю газа в смеси.
Теплота сгорания газов:
Доля природного газа в смеси:
Определяем состав смешанного газа по формуле:
где - содержание - содержание компонента в первом и втором газах соответственно %.
Расчёт расхода воздуха на горение расчёт состава и количества продуктов сгорания ведётся на 100 м3 газа при нормальных условиях. Данные расчета сводим в таблицу 1.3.
Предварительно принимаем значение калориметрической температуры горения равной 1900 0 С.
Определим калориметрическую температуру горения tк из балансового уравнения условно адиабатного топочного объёма.
Согласно этому уравнению вся теплота вносимая в радиационную зону включая химическую теплоту топлива физическую теплоту прогрева воздуха и топлива расходуется исключительно на нагрев образующихся продуктов сгорания характеризуемый теплосодержанием :
Выразим температуру и получим:
где - расчётные удельные объёмы воздуха на горение и образующих продуктов сгорания отнесённых к 1м3 топлива (таблица 1.3) м3м3; - температуры подогрева воздуха и горючего газа (по условию) °С; - средняя изобарная теплоемкость воздуха при принимаем по [3 табл.2.13 стр.40]
- средняя изобарная теплоёмкость продуктов сгорания при [3 табл. 2.13 стр.40]:
где - средняя изобарная теплоёмкость отдельных компонентов газовой смеси продуктов сгорания [3 табл. 2.13стр.40]:
- объемные доли компонентов горения (таблица 1.3).
Средняя изобарная теплоёмкость топливной смеси при определяется:
где - средняя изобарная теплоёмкость компонентов смеси [3 табл. 2.13 стр.40]:
- объёмные доли компонентов.
Расчетная калориметрическая температура равна:
Т.к. следовательно можно в дальнейших расчётах использовать
Для определения действительной температуры в сварочной зоне печи необходимо воспользоваться пирометрическим коэффициентом
Тогда где [4стр.6];
Определение времени нагрева металла и основных размеров печи
Общее время пребывания металла в печи складывается из отрезков времени которые определяются для отдельных участков печи. Расчет времени нагрева на каждом участке печи выполняется с учетом специфических особенностей этого участка. Большинство распространенных методов расчета времени нагрева металла выполняется при граничных условиях третьего рода т. е. когда температура по длине печи неизменна. Поэтому в тех случаях когда температура в пределах какого-либо участка печи переменна приходится ее усреднять и по средней температуре считая ее постоянной вести расчет.
Зададимся температурным графиком процесса нагрева (рис.1) изображающим изменение действительных температур печного пространства и поверхности нагреваемого материала по длине печи.
Методическую зону разделим условно на три участка (I II III) и усредним температуру печи в пределах каждого из них. При этом температуру отходящих газов принимаем равной (по условию) температура в сварочной зоне равна температура в томильной зоне – на величину выше температуры нагрева материала т.е. равна
Поскольку основным назначением методической зоны является медленный нагрев материала до состояния пластинчатости температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную зону должна быть порядка 500 оС.
Площадь пода печи определяется по формуле:
где - производительность печи тч; - удельная производительность печи кг(м2·ч).
Для однорядного варианта расположения заготовок ширина печи равна:
где - длина заготовки; - зазор между заготовками и стенами печи [4стр.9].
По конструктивным соображениям высота печи принимается:
-в томильной зоне - [4стр.9];
-в сварочной зоне - [4стр.9];
-в конце методической - [4стр.9].
Средняя высота методической зоны будет равна:
2. Определение степени развития кладки
Для однорядного варианта расположения заготовок:
где - высота зоны м.
Степень развития кладки определяется для каждой из рассматриваемых зон:
) в методической зоне: ;
) в сварочной зоне: ;
) в томильной зоне: .
3. Определение эффективности толщины газового слоя -
Для расчета пользуются формулой Невского-Порта:
где Н — высота зоны (для методической - ) В - ширина зоны.
Расчет ведется для каждой из рассматриваемых зон: :
Расчет проводится для каждого из трех участков методической зоны.
Степень черноты газов:
где - степени черноты углекислого газа и водяных паров соответственно.
Определяем по номограммам [6] в зависимости от температуры газа и произведения
где - парциальное давление компонента газовой смеси (и ) - поправочный коэффициент на отклонение от закона аддитивности определяется по графику [6].
Парциальное давление компонентов газовой смеси можно рассчитать через их объёмные доли:
где - барометрическое давление.
Принимаем по конструктивным соображениям (разряжение в печи):
По номограммам [6] определяем для каждого участка методической зоны.
Степень черноты газов
Приведённый коэффициент излучения в системе газ – кладка – материал определяется для каждого участка методической зоны по формуле:
где - степень черноты металла; - коэффициент лучеиспускания абсолютно чёрного тела.
Средний по длине участка методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением определяется:
где и - соответственно температуры поверхности металла в конце и начале - средняя по длине i-того участка методической зоны температура газов K.
В технике для градации условий нагрева связанных с понятием термически тонких и массивных тел служит численное значение безразмерного коэффициента теплоотдачи – критерий Био:
где - характерный размер при двухстороннем нагреве материала.
где - толщина изделия (по условию); - коэффициент теплопроводности материала определяется для средней температуры рассматриваемого участка методической зоны.
Таким образом для определения времени нагрева материала необходимо в начале определить значение .
Получение теплопроводности и температуропроводности.
Средняя температура материала
При время нагрева материала на i-том участке методической зоны определяется по формуле:
где - масса заготовки кг; - плотность материала кгм3; - объем заготовки м3; - массовая теплоемкость заготовки при конечной температуре металла на - площадь теплообменной поверхности м2
Если то для решения задачи нагрева заготовки целесообразно воспользоваться расчётом в условиях нестационарной теплопроводности с граничными условиями третьего рода.
Определяем температурный критерий для поверхности материала:
где - средняя температура газов в i-том участке методической зоны - текущая и начальная температуры нагреваемого тела на i-том участке методической зоны.
По номограмме [2 стр. 67-68 рис. 6.16.2] для поверхности пластины по значениям и определяем критерий Фурье – F0.
Определяем коэффициент температуропроводности металла по формуле (данные заносим в Таблицу 2.2.)
где - плотность материала (Ст. 35) кгм3 [7]
C - массовая теплоёмкость заготовки (Ст. 45) Джкг×К [6 табл. 6.6 стр. 76]
Рассчитываем время нагрева материала на участках методической зоны по формуле:
Полное время нагрева изделия в методической зоне:
Температура металла в центре заготовки на i-том участке методической зоны рассчитывается по формуле:
В этой формуле определяется по номограмме [6 рис. 6.4 стр. 69] для центра пластины по уже найденным выше значениям и для рассматриваемого участка зоны.
5. Определение времени нагрева металла в сварочной зоне
Парциальное давление компонентов газовой смеси:
По номограмме [6 рис. 5.3]
По номограмме [6 рис. 5.15.2] определяем
Приведённый коэффициент излучения:
Коэффициент теплоотдачи излучением:
Определяем критерий :
Определяем температурный критерий для сварочной зоны для поверхности материала:
По номограмме [6 рис. 6.2 стр. 68] определяем значения:
Определяем коэффициент температуропроводности металла:
где - массовая теплоёмкость; - плотность металла.
Время нагрева металла в сварочной зоне:
Температура металла в центре заготовки:
6. Определение времени томления металла
Перепад температур по толщине металла в начале томильной зоны составляет:
Допустимая разность температур в конце выдержки (по условию).
Степень выравнивания температур определяется по формуле:
При коэффициенте несимметричности (по условию) и степени выравнивания по номограмме [5 рис. 28 стр. 139] определяется критерий Фурье для томильной зоны: .Тогда время томления металла равно:
где - коэффициент температуропроводности:
Полное время пребывания металла в печи:
Для обеспечения заданной производительности P = 3.8 тч в печи должно одновременно находиться следующее количество металла:
Масса одной заготовки составит:
где - соответственно ширина толщина и длина заготовки м (по условию); - плотность материала (при t = 12oC)
Тогда число заготовок одновременно находящихся в печи:
При однорядном расположении заготовок:
- общая длина печи:
- площадь активного пода:
- площадь габаритного пода:
Высота отдельных зон печи сохраняем принятыми в предварительном расчёте.
Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева:
- длина первой методической зоны:
- длина второй методической зоны:
- длина третьей методической зоны:
- длина методической зоны:
- длина сварочной зоны:
- длина томильной зоны:
Напряжённость габаритного пода печи:
Тепловой баланс печи
Для расчета теплового баланса необходимо выбрать материал из которого выполняются стены печи и их толщину.
Для печи задается следующая футеровка:
- свод подвесного типа выполнен из шамота класса А толщиной 1=300 мм;
- стены двухслойные: слой шамота класса А толщиной 2=345 мм и тепловая изоляция из диатомита толщиной 3= 115 мм;
- под томильной зоны выполнен трехслойным:
) тальк толщиной слоя 4=230 мм;
) шамот класса Б толщиной 5=230 мм;
) тепловая изоляция из диатомита толщиной 6=115 мм.
Тепловой баланс печи записывается в виде:
Неизвестной величиной входящей в это уравнение является расход топлива – В для определения которого и составляется такой баланс. Он может быть отнесен только к рабочему пространству печи (это далее и будет рассчитываться) или ко всей установке в целом включая теплоутилизационные устройства (что менее целесообразно).
При проектировании печи после определения основных размеров следует конструктивная разработка деталей. В данном расчете такая разработка не проводится поэтому некоторые статьи расхода тепла не превышающие 5% от общего расхода опускаются.
Теплота от процесса горения топлива (химическая теплота):
где– искомый расход топлива м3c.
Физическая теплота вносимая подогретым воздухом:
[см. раздел 1данного курсового проекта]
Физическая теплота вносимая подогретым газом:
[см. раздел 1 данного курсового проекта]
Теплота экзотермических реакций (в нагревательных печах учитывается теплота реакции от окисления железа равная 5652 кДжкг)
где P=3.8 тч - производительность печи; а1=10-2 кгкг - угар металла.
Теплота затраченная на нагрев металла:
где - температуре металла на выходе из печи;
- выбирается по температуре
Теплота уносимая уходящими газами:
где - средняя изобарная теплоемкость продуктов сгорания при
5. Потери тепла теплопроводностью через кладку (приближённый расчёт)
Потерями теплоты через под пренебрегаем. Рассчитываем потери через свод и стены печи. Площадь свода равна площади габаритного пода печи т.е. .
Толщина свода материал – шамот класса А.
Принимаем что температура внутренней поверхности свода равна средней по длине печи температуре газов.
Температуру окружающей среды принимаем равной (задание)
Температура поверхности кладки свода (задание)
Тогда средняя по толщине температура шамотного свода равна:
Данным температурным условиям отвечает коэффициент теплопроводности шамотного материала определяемый по:
Тогда потери через свод составят:
где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности свода в окружающую среду получаемый статическими методами.
- для вертикальной стенки:
Определяем потери теплоты через стены.
Кладка стен выполнена двухслойной (шамот толщиной ) и диатомит толщиной
Площадь стен следующая:
Методической зоны -
Общая площадь стен:
При прямолинейном распределении температуры по толщине стены средняя температура шамота равна:
диатомитового кирпича:
- температура на границе слоев.
Тогда теплопроводность шамота и диатомитового кирпича:
Количество теплоты теряемое теплопроводностью через стены:
Полные потери теплоты через кладку составят:
Потери теплоты с охлаждающей водой по практическим данным принимаются равными 10% от статьи прихода теплоты т.е.
Неучтенные потери принимаем равными 15% прихода теплоты т.е.
Уравнение теплового баланса печи примет вид:
Откуда можно получить искомое значение расхода топлива м3c
- искомое значение расхода топлива.
Результаты расчета статей теплового баланса методической печи заносим в таблицу 3.1.
Теплота от реакции горения топлива
Теплота затраченная на нагрев металла
Теплота вносимая подогретым воздухом
Теплота теряемая с уходящими газами
Теплота вносимая подогретым газом
Потери теплоты теплопроводностью через кладку
Теплота экзотермических реакций
Потери теплоты с охлаждающей водой
Неучтенные потери теплоты
Удельный расход теплоты на нагрев 1кг металла составит:
Собираются из шамотных блоков с каналами для прохода воздуха. Для основной установки выбираем блоки марки Б-1 как наиболее распространенные. Каждый блок имеет четыре отверстия прямоугольного сечения и опорные буртики.
Блоки устанавливаются так что их отверстия образуют сплошные вертикальные каналы по которым снизу вверх проходит воздух. Продукты сгорания движутся между блоками в горизонтальном направлении.
Расход газа (топлива) на отопление печи:
Расход воздуха на 1 м3 топлива:
Расход газа (воздуха) подаваемого в рекуператор без учёта потерь:
Потери газа в рекуператоре:
где - для керамических рекуператоров работающих с присосом воздуха – утечке газа (воздуха). [4 стр. 25]
Расход газа (воздуха) подаваемого в рекуператор:
Определяем расход продуктов сгорания перед рекуператором:
где - объем продуктов сгорания; m – коэффициент учитывающий потери продуктов горения в печи и боровах до рекуператора . Принимаем ; - присос газа (воздуха) в долях от количества продуктов горения . Принимаем
Для газоплотных рекуператоров тепловой баланс составляет с учётом 10% потерь тепла в окружающую среду:
где и - средние изобарные объёмные теплоёмкости в интервале температур от 0oC до соответствующей температуры стоящей в произведении; - начальная и конечная температуры продуктов сгорания на входе и выходе из рекуператора - начальная и конечная температуры воздуха на входе и выходе из рекуператора - расход продуктов сгорания м3с; - расход воздуха м3с.
При проектировании нового рекуператора обычно задаются тремя температурами: начальной и конечной температурами воздуха - а также начальной температурой уходящих газов: .
[3 табл. 2.13 стр. 40]
Температуру уходящих дымовых газов после рекуператора получим из уравнения:
где - средняя изобарная теплоёмкость отдельных компонентов газовой смеси продуктов сгорания [3 табл. 2.13 стр. 40]; - объёмные доли продуктов сгорания [табл. 1.3]
Т.к. в нашем уравнении две неизвестные величины то мы решаем его методом последовательных приближений:
Поверхность нагрева рекуператора определяется из уравнения теплопередачи:
где - коэффициент теплопередачи Втм2·к; - средняя разность температур уходящих газов и воздуха.
Среднее значение разности температур уходящих газов и воздуха определяется как среднелогарифмическая разность:
Для противоточного движения.
Для более сложных схем движения в формулу для нахождения вводится поправочный коэффициент для нахождения которого сначала вычисляются вспомогательные величины:
По и определяется поправка на которую умножается .
[8 рис. 1-11 стр. 24]
Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:
Для блочных рекуператоров:
где - толщина стенки блока [4 стр. 28]; - коэффициент теплопроводности шамота принимаем ; - коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху
где - скорость воздуха приведённая к нормальным условиям ; - для керамических рекуператоров. [4 табл. 3 стр. 26].
Средняя температура продуктов сгорания (дымовых газов):
Средняя температура стенок рекуператора:
Средняя температура воздуха:
Средняя разность температур стенки и воздуха:
Коэффициентыиопределяем по :
- коэффициент теплоотдачи от дыма к стенке (на дымовой стороне).
Коэффициент теплоотдачи конвекцией:
где - эквивалентный диаметр дымового канала. [4 табл. 4 стр. 27] ; - скорость движения (дыма). Принимаем - для керамических рекуператоров. [4 табл. 3 стр. 26]
Коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания топлива к стенке элемента поверхности нагрева определяется выражением:
- коэффициент лучеиспускания (приведённое значение).
где - степень черноты продуктов сгорания.
Эффективная длина луча:
Для определения степени черноты необходимо найти парциальные давления СО2 и Н2О и по номограммам [9 рис. 4.6-4.8 стр. 138-140]
Количество теплоты от продуктов сгорания с учётом 10% потерь тепла в окружающую среду:
Площадь теплопередающей поверхности:
где - поверхность нагрева блока Б-1 [4 табл. 4 стр.27]
Ширину рекуператора в соответствии с шириной печи принимаем равной 2560 мм ширина кирпича 264 мм.
Общее количество блоков по ширине:
Принимаем высоту рекуператора: 1830 мм. Высоту кирпича: 305 мм
Трубчатые металлические рекуператоры разнообразны по конструкции но типизированы и составляются из труб различного диаметра с разным шагом. Наибольшее распространение получили рекуператоры прямотрубные петлевые дымотрубные системы Шака двойной циркуляции.
Для всех типов трубчатых рекуператоров коэффициенты теплоотдачи и в зависимости от типа труб и их расположения вычисляется по различным формулам.
Для газоплотных рекуператоров тепловой баланс составляется с учётом 10% потерь тепла в окружающую среду:
- расход газа м3с; [см. раздел 3]
Температура уходящих газов после рекуператора:
где - расход продуктов сгорания м3с; [см. раздел 4.1]; - начальная и конечная температуры продуктов сгорания на входе и выходе из рекуператора [см. раздел 4.1]
Средняя значение разности температур для противоточного движения:
Находим поправочные коэффициенты:
Среднее значение разности температур с учётом поправочного коэффициента:
где - толщина стенки; - теплопроводность стенки при средней её температуре.
(материал трубы Ст. 08КП) [6 табл. 6.6 стр.76]
Коэффициент теплоотдачи от дыма к стенке:
При определяем коэффициент вязкости [9 табл. 9.5 стр. 394]
Режим движения дымовых газов:
где [4 табл. 3 стр. 26]; - внешний диаметр труб
- режим вынужденного движения - турбулентный
Коэффициент определяем графическим методом в соответствии [9 рис. 9.19 стр. 402]
где (при z = 10 – число рядов) – поправка на число труб - поправка на температуру при (определяем по содержанию H2O = 18% в продуктах сгорания)
Коэффициент теплоотдачи излучением от дыма к наружной поверхности трубки рекуператора определяем по формулам: [9 ф-лы 9.12-9.13 стр. 400]
где - коэффициент лучеиспускания (приведённое значение)
Находим - степень черноты продуктов сгорания
Эффективная толщина газового слоя [4 стр.27]
Определяем парциальные давления и
Для средней температуры продуктов сгорания (дымовых газов) по [6 с.52-54] определяем:
Степень черноты продуктов сгорания в области рекуператора
Рассчитываем теплоотдачу от стенки подогреваемому газу.
Определяем режим движения газа
где - внутренний диаметр труб
Принимаем [4 табл. 3 стр.26]
Для температуры определяем - коэффициент кинематической вязкости топлива. Определяется по процентному содержанию каждого газа в топливе. [10 с.451 454]
- режим турбулентный
В соответствии с [9 рис. 9.16 стр. 399] для турбулентного режима находим:
где - поправка на неизотермичность при нагреве газа при ; - поправка на неизотермичность при остывании газа (определяем по воздуху); - поправка на начальный участок.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к подогреваемому газу
Определяем теплопередачу
Площадь теплопередающей поверхности
Определяем число трубок:
где - площадь поверхности одной трубки.
Компоновка рекуператора:
Принимаем количество труб в ряду – 9Количество рядов – 10
Тип пучка – гладкотрубный с коридорным расположением.
Исходные данные для расчета:
Количество продуктов реакции горения тракта
Плотность дымовых газов
Размеры рабочего пространства в конце печи 1.624 х 1.280 м
Температура дыма в конце печи 1273К
Температура дыма в вертикальных каналах
Падение температуры дыма в рекуператоре складывается из потерь:
б) на местных сопротивлениях;
в) на преодоление геометрического напора (разряжение)
Скорость движения дымовых газов в конце печи с четом уменьшения сечения рабочего пространства печи за счет нагревающихся заготовок толщиной а=0.1 м составит:
Скорость движения в вертикальных каналах принимаем равной
Тогда площадь сечения каждого канала
Размеры вертикальных каналов принимаем следующими: а=0.75 м; b=0.75 м
Высота Hверт= 2 м; тогда приведенный диаметр равен
Потери давления на трение составляют:
Потери давления в канале при повороте из печи в вертикальные каналы на 900 с сужением. 45
Потери на преодоление геометрического напора составляют:
Суммарные потери давления в вертикальных каналах:
Определим потери давления при движении дымовых газов от вертикальных каналов до рекуператора которые складываются из потерь при повороте на 900 с изменением сечения при входе в боров потерь на трение и поворот на 900 в борове без изменения сечения то есть:
Скорость движения дыма в борове принимаем
Ширину борова сохраняем равной длине вертикальных каналов (b=0.75 м).
В этом случае высота борова будет равна 1.7040.75=2.272 м.
Приведенный диаметр борова
Принимаем падение температуры дыма 2°С на 1 м длины борова. При длине борова от вертикальных каналов до рекуператора 13 м падение температуры дыма будет равно 26°С. Температура дыма перед рекуператором
Средняя температура дыма в борове
Потери энергии на трение
Потери энергии при поворотах на 90° на пути от вертикальных каналов до рекуператора
Суммарные потери на участке от вертикальных труб до рекуператора
Потери в рекуператоре складываются из потерь при внезапном расширении на входе в камеру рекуператора потерь при внезапном сужении при выходе из камеры рекуператора и потерь давления при поперечном омывании дымом коридорного пучка труб.
Потери в керамическом рекуператоре
Состоят из потерь при плавном расширении и сужении и потерь при движении в рекуператоре
Потери при плавном расширении
Температура в конце рекуператора t=450 ºС тогда средняя температура по рекуператору
см. расчёт рекуператора
Число каналов для прохода дымовых газов в рекуператор 9
Потери при плавном сужении
Потери в металлическом рекуператоре
Состоят из потерь на плавное расширение плавное сужение и при обтекании шахматного пучка.
- температура в конце рекуператора
Потери энергии при поперечном омывании дымовыми газами шахматного пучка труб
Действительная скорость движения дымовых газов
- шаг ; d – диаметр единичной трубки 0.038 м;
Определим потери энергии на участке от рекуператора до шибера. Принимаем падение температуры дыма на этом отрезке 1.5°С на 1 м длины борова (длина борова 40 м). Тогда средняя температура газов на этом участке будет равна
Потери при повороте на 90º
Общие потери давления в дымовом тракте
Определение высоты трубы
Площадь сечения устья трубы принимая скорость дыма в устье
Диаметр основания трубы:
Скорость движения дымовых газов в основании:
Действительное разряжение создаваемое дымовой трубой должно быть на 20-40% больше потерь напора при движении дымовых газов:
Для определения температуры дымовых газов в устье трубы по [4 рис.5] ориентировочно находим высоту трубы м. Падение температуры для кирпичной трубы принимаем на 1 град на 1 м трубы.
Температура газов в устье будет:
Средний диаметр трубы:
Средняя скорость движения дымовых газов в трубе:
Коэффициент трения для кирпичных труб принимаем 005.
Тогда высота трубы рассчитывается по формуле:
Результатом выполнения курсовой работы стал расчет пламенной методической печи которой включил в себя: расчёт продуктов сгорания определение действительной температуры продуктов сгорания расчёт времени пребывания садки в зонах рабочего пространства расчёт основных размеров рабочего пространства (технологических зон) тепловой баланс рабочего пространства расчёт теплообменников для регенерации использования теплоты энергетических отходов расчет аэродинамического сопротивления дымового тракта и определение высоты дымовой трубы.
Графическая часть представлена следующими чертежами:
- печь нагревательная методическая (кузнечная) с гладким подом с боковой выдачей заготовок с отводом дыма в боров НУО-16.6013 (ф.А1);
- блочный керамический рекуператор (ф.А3);
- трубчатый петлевой металлический рекуператор (ф.А3);
- схема дымового тракта (ф.А3).
Роддатис К.Ф. Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности Под ред. К.Ф.Роддатиса. - М.: Энерогоатомиздат 1989. – 488 с.
Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки : пособие по выполнению курсовой работы для студентов специальности 1-43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика»
Мастрюков Б.С. Теплотехнические расчеты промышленных печей М.:Металлургия 1972.- 368с.
Несенчук А.П. Жмакин Н.П. Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла. – Мн.: «Вышэйшай школа» 1974.
Лебедев П.Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки. Учебник для студентов технических вузов. Изд. 2-е перераб. М. «Энергия» 1972
Тимошпольский В.И. Несенчук А.П. Трусова И.А. Промышленные теплотехнологии. – Кн. 3. – Мн.: Высшая школа 1998.
Расчет нагревательных и термических печей: Справ. изд. Под ред. Тымчака В.М. и Гусовского В.Л. - М.: Металлургия 1983. 480 с.

металлический рекуператор.cdw

металлический рекуператор_А3.cdw

керамический рекуператор.cdw

Печь с размерами.cdw

Печь нагревательная
методическая НУО-16.6013
Расчет методической печи
Рабочее пространство
Металлический каркас
Теплоизолируйщий слой

керамический рекуператор_dwg.dwg

аэродинамика.cdw

Печь_готовая.cdw