Национальный исследовательский технологический университет

«Московский институт стали и сплавов»

Кафедра теплофизики и экологии металлургического производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по курсу: Теплотехника

тема курсовой работы: «Проектирование копильника расплава»

Вариант № 5

..

Группа: МЦМ-09-1

Студент: Миронова К.Л.

Руководитель: Сборщиков Г.С.

Москва 2012

1. Задание

Копильник расплава заданного состава имеет площадь сечения AB и высоту в свету H. Высота уровня расплава h.

Для поддержания заданного уровня температуры расплава в рабочем пространстве копильника сжигается органическое топливо заданного состава.

Режим работы копильника – непрерывный.

Расчетная часть.

1. Разработать конструкцию ограждений печи.

2. Рассчитать процесс сжигания топлива при заданных температурных условиях печи.

3. Составить тепловой баланс копильника и определить расход топлива.

4. Выбрать и рассчитать сожигательные устройства.

Графическая часть.

1. Чертеж узла установки горелочного устройства на печи.

2. Чертеж узла стыковки свода печи со стеной.

3. Чертеж элемента подины печи.

4. Чертеж элемента кладки вертикальной стены.

Ширина копильника ………………………………………….. А = 9112 мм

Длина копильника …………………………………………..…. В = 29505 мм

Высота копильника ………………………………………….... Н = 3540 мм

Высота уровня расплава ……………………………………….h = 1126 мм

Свод печи …………………………………………………….... подвесной

Температура продуктов сгорания ……………………………. = 1649

Температура отходящих газов ……………………………….... = 1342

Температура расплава на поверхности …………………… = 1189

Основность расплава …………………………………………. О = 0,5

Падение температуры расплава по глубине ……………….........=105 град./м

Температура наружной стенки под уровнем расплава ……… t_ст.1= 70

Температура наружной стенки над уровнем расплава …….… t_ст.2 = 90

Температура наружной поверхности свода ………………………...t_св.= 250

Температура наружной поверхности подины …………..………...t_под.= 110

Температура окружающей среды ……………………………………......t_о.с.= 20

Газовая среда внутри копильника кислая

Жидкое топливо состава

Компонент	W^p	A^c	C^г	H^г	S^г	(О+N)^г
Содержание, % объем.	0,6	0,2	86,1	10,7	2,8	0,5

2 Конструирование ограждений печи.

250⁰С

90⁰С

1189⁰С

70⁰С

110⁰

2.1 Расчет вертикальной стены над уровнем расплава

Максимальная температура продуктов сгорания 1649 ,газовая среда - кислая, по табл. 3.7 и прил. 13 в качестве рабочего огнеупора выбираем динас:

• Предельная рабочая температура

• Коэффициент теплопроводности Вт/м*К

• Температура начала температуры под нагрузкой

Общая высота стенки 3,54 м, из этого 1,126 м часть находится под расплавом. H-h=3,54-1,126=2,414 м. Зная высоту над расплавом и то, что температура над расплавом больше 1200 , по таблице 3.14 [1] выбираем минимальную толщину рабочего огнеупора:

Так как наш копильник работает в стационарном режиме, то весь тепловой поток через стенку не меняется. Для стенки над расплавом температура не должна превышать 90ºС. По таблице 3.13 [1] определяем плотность теплового потока от наружной поверхности верхней части стен:

Т=90⁰С =>

_{Задаем приближенное значение:}

Определяем уточненное значение

Сопоставляем уточненное значение с принятым значением:

Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив =1500⁰С:

Сопоставляем последующее приближениес предыдущим:

Окончательно для 1го слоя принимаем: ,,

Для 2го слоя из приложения 3.14 [1] выбираем динасовый легковес со следующими параметрами:

ДЛ-1,2

ρ , кг/м^3	Тогн , ^0C	Тпр , ^0С	λ , Вт/м К
1120-1200	1690-1700	1550	0,58+43,6*10^-5Т

Принимаем температуру на внешней границе второго слоя :

Толщина второго слоя δ₂ легковеса:

2ой слой принимаем равным 0,575 м, так как величина 0,47 не кратна 0,115.

Уточняем температуру на внешней границе второго слоя:

Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив =1009,65⁰С:

2ой слой принимаем равным 0,575 м, так как величина 0,565 не кратна 0,115.

Уточняем температуру на внешней границе второго слоя:

Сопоставляем последующее приближениес предыдущим:

_{Окончательно} для 2го слоя принимаем: _{, ,}

Для 3го слоя выбираем шамотный ультралегковес:

ШЛ-0,4

ρ , кг/м^3	Тогн , ^0C	Тн.р , ^0С	λ , Вт/м К
300-400	1680-1730	1150	0,058+17,4*10^-5Т

Для определения толщины 3-го слоя найдем зная Т₂ и Т_н.с ( температура наружной стенки)

Исходя из конструктивных соображений, принимаем и находим температуру на его наружной поверхности:

При принятой толщине 3го слоя уточняем значения и:

Определяем относительную погрешность расчета:

Так как погрешность больше 5 %, делаем пересчет:

Определяем относительную погрешность расчета:

Так как погрешность больше 5 %, делаем пересчет:

Определяем относительную погрешность расчета:

Окончательно для 3го слоя принимаем: _{, ,}

Так как мы не получили необходимую температуру, равную 90⁰С, принимаем решение выложить 4й слой. Используем асбузурит мастичный:

Окончательно для 4го слоя принимаем: ,_,

Суммарная толщина вертикальной стены над уровнем расплава: