Тепловой конструкторский расчет термической печи

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 РАЗРАБОТКА ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА

2 РАСЧЕТ ТОПЛИВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧИ

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА

3.1 Расчет процесса теплообмена рабочей камеры печи

3.2 Расчет времени пребывания садки в рабочем пространстве печи

4 ПРОФИЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ПЕЧИ

5 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС. ВЫБОР ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

6 РАСЧЕТ РЕКУПЕРАТОРА

7 АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ПЕЧИ

8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ З

Введение

Термические печи служат для нагрева материалов с целью их термической или химико-термической обработки.

Термические печи подразделяются на закалочные, отпускные, печи для отжига и нормализации, цементационные и др. Все они по степени механизации и конструктивному оформлению классифицируются на камерные, конвейерные, толкательные, с шагающим подом и др.

В качестве топлива в термических печах наиболее часто используются различные сорта газа, но также иногда применяют мазут.

Большое количество термических печей машиностроительных и автотракторных предприятий страны работают на электрической энергии. Однако целесообразность её использования должна экономически обосновываться в каждом отдельном случае.

В термических печах предъявляются более высокие требования к точности нагрева и охлаждения, поэтому требуется более тщательный учёт всех факторов, влияющих на теплообмен в рабочем пространстве печи.

Камерные печи применяются как для нагрева, так и для термической обработки слитков, слябов, труб, готовых изделий большой массы и сложной конфигурации. Обычно печи имеют большую садку, изделия в них загружают в пакетах или стопами. Чаще всего в них нагревают металл, поступающий небольшими партиями, отличающимися по размерам и режимам нагрева или термообработки.

Достоинством камерных печей является их универсальность, т. е. возможность загружать в них каждый раз различные изделия, в том числе и неудобные для транспортирования в непрерывных печах, и варьировать режимы нагрева или термообработки в широких пределах.

Система отопления камерных печей предназначена для создания максимальной равномерности температур в рабочем пространстве печи, поэтому ее выполняют рассредоточенной.

Нормализация (нормализационный отжиг) — вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем охлаждении. Данный вид применяется преимущественно при термообработке стали. Также применяется при термообработке чугуна, сплавов меди и некоторых других сплавов.

Целью данного курсового проекта является выполнение теплового конструкторского расчёта термической печи для операции тепловой обработки – нормализация (900℃).

Заключение

Целью данного курсового проекта являлось выполнение теплового конструкторского расчёта термической печи для операции тепловой обработки – отжига (900℃).

Температурный график, построенный вначале в первом приближении, затем уточняется, и его параметры могут служить основой для расчёта продолжительности пребывания металла в печи. Уточнение температурного графика состоит в его корректировке по данным натурных измерений температур в контрольных сечениях зон печи, эффективных значений коэффициентов теплоотдачи, а также ряда других изменений.

Так как соотношение > tг1 удовлетворяется, то в подогреве топлива нет необходимости, а, следовательно, ограничиваемся лишь подогревом воздуха-окислителя. Температуры продуктов сгорания для дальнейших расчётов принимаем по температурному графику.

Получены в ходе расчета следующие результаты профилирования рабочего пространства:

– длина зоны (всей печи) L = 3,85 м;

– ширина печи B = 2,3 м;

– высота печи Н = 0,956 м.

Выполняя подстановку приходных и расходных статей в уравнение баланса теплоты для первой зоны, был найден расход топлива:

Согласно заданию, в печи устанавливаются газомазутные горелки типа КГМГА. Для всей печи выбираются горелки одного вида, а для температурной зоны – одного типоразмера. Исходя из расхода воздуха и давления была выбрана газомазутная горелка КГМГА1.

Сравнивая фактические скорости теплоносителей, полученные в результате расчета, с принятыми ранее, можно сделать вывод, что нужна установка одного рекуператора.

На рисунке 7.1. представлены блоки регулирования одной зоны печи:

1. блок регулирования температуры;

2. блок соотношения «топливо – воздух»;

3. блок регулирования давления печной среды.

Данная схема применяется для каждой зоны печи в отдельности.

Технологический КПД рассматриваемой печи составил 29,83 %.