- •1 Аналітична частина
- •1.1.4 Способи видачі металу з печі
- •2Основна частина
- •2.1 Розрахунок до реконструкції
- •2.1.1 Розрахунок горіння палива до реконструкції
- •2.1.2 Розрахунок теплообміну в робочому просторі печі до реконструкції
- •2.1.3 Розрахунок нагрівання металу до реконструкції
- •Розрахунок методичної зони
- •Розрахунок томильної зони
- •Розрахунок зварювальної зони
- •Визначення основних розмірів печі
- •2.1.4 Розрахунок теплового балансу печі до реконструкції Втрати тепла через закриті вікна
- •Втрати тепла через кладку
- •Втрати тепла через відкриті вікна
- •Втрати тепла з охолоджуючою водою.
- •Витрата тепла на нагрівання металу.
- •Теплові потужності і витрата палива
- •Вихідні дані для розрахунку петльового металевого рекуператора:
- •Компонування рекуператора
- •2.2.1 Розрахунок горіння палива(після реконструкції)
- •2.2.2 Розрахунок теплообміну в робочому просторі печіпісля реконструкції
- •2.2.3 Розрахунок нагрівання металупісля реконструкції
- •Розрахунок методичної зони
- •Розрахунок томильної зони
- •Розрахунок зварювальної зони
- •Визначення основних розмірів печі
- •2.2.4 Розрахунок теплового балансу печіпісля реконструкції Втрати тепла через закриті вікна
- •Втрати тепла через кладку
- •Втрати тепла через відкриті вікна
- •Втрати тепла з охолоджуючою водою.
- •Витрата тепла на нагрівання металу.
- •Теплові потужності і витрата палива
- •2.2.6 Розрахунок рекуператора печі після реконструкції
- •Вихідні дані для розрахунку петльового металевого рекуператора:
- •Компонування рекуператора
- •2.2.7 Аеродинамічний розрахунок димового тракту
- •3. Економічна частина
- •3.1 Характеристика розглянутого об’єкту
- •4.Охорона праці
- •4.1 Аналіз умов праці та пожежної безпеки
- •4.2 Заходи поліпшення умов праці
- •4.2.1 Розрахунок теплового екрану
- •4.2.2 Засоби індивідуального захисту
2.1.3 Розрахунок нагрівання металу до реконструкції
Відповідно до постанови завдання розрахунок нагрівання металу виконується з метою визначення часу нагрівання металу і розмірів печі з прийнятими параметрами температурного режиму.
Теплофізичні властивості вуглецевої сталі марки У12 представлені в таблиці 2.3 та 2.4.
Таблиця 2.3 − Коефіцієнт теплопровідності вуглецевої сталі марки У12
t, oC |
0 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1250 |
λ, Вт/(м·К) |
45,2 |
42,4 |
37,2 |
32,0 |
23,7 |
26,0 |
28,6 |
28,6 |
Таблиця 2.4 − Питома теплоємність вуглецевої сталі марки У12
t, oC |
0 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1250 |
I, кДж/кг |
0 |
100,9 |
213,9 |
351,3 |
553,9 |
670,9 |
783,0 |
817,7 |
Середньомасова температура заготовки в кінці нагріву:
|
(2.33) |
Ентальпія металу в кінці нагріву Iк відповідно до табл. 2.4 становитиме 744,7 кДж/кг.Коефіцієнт теплопровідності λк відповідно до табл. 2.3 складе 27,43 Вт/(м·К).
Щільність теплового потоку на поверхню заготовки в кінці нагріву:
|
(2.34) |
Розрахункова температура газів у зварювальній та томильній зонах:
|
(2.35) |
|
|
Фізичне тепло повітря внесеного в піч, що припадає на 1 м3 палива:
|
(2.36) |
де Ів − ентальпія 1 м3 повітря при температурі підігріву в рекуператорі печі
tв = 370 оС, кДж/м3.
Фізичне тепло продуктів згорання на виході зі зварювальної зони, що припадає на 1 м3 палива:
|
(2.37) |
де Ізв - ентальпія 1 м3 продуктів згорання при температурі зварювальної зони tзв = 1200оС та заданому складі, кДж/м3.
Кількість тепла, випромінюване зі зварювальної зони в методичну:
|
(2.38) |
де = 0,15 МВт/м2 – щільність теплового потоку випромінюванням зі зварної зони в методичну, прийнята з досвіду експлуатації печей.
Орієнтовна загальна теплова потужність печі, МВт:
|
(2.39) |
де – qуд питома витрата тепла на нагрівання металу, МДж/кг. Приймаємо qуд рівним 2,30 МДж/кг.
Фізичне тепло продуктів згорання на виході з печі, що припадає на 1 м3 палива:
|
(2.40) |
де Іух – ентальпія 1 м3 продуктів згорання при температурі на виході з печі
tух = 700оС та заданому складі, кДж/м3.
Коефіцієнт використання тепла палива (КИТ):
- зварювальної та томильної зони
|
(2.41) |
|
|
- всієї печі
|
(2.42) |
Зміна теплоємності металу в печі:
|
(2.43) |
де І0 = 10 кДж/кг ентальпія металу в кінці нагріву відповідно з табл. 2.4.