министерство ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Кафедра теплотехнических и энергетических систем
Курсовая работа по дисциплине
«Общая теория тепловой работы и конструкции промышленных печей»
На тему: «Теплотехнический расчет методической печи»
Исполнитель: студент группы ЭФ-08 Цилин М.А.
Руководитель: к. т. н. доцент Ю. И. Тартаковский
Работа допущена к защите “___” __________ 20___ г. __________
(подпись)
Работа защищена “___”__________ 20___ г. с оценкой /__________/ /__________/
(оценка) (подпись)
Магнитогорск ,2011
министерство ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Кафедра теплотехнических и энергетических систем
Задание на курсовой проект (работу)
Тема: «Теплотехнический расчет методической печи»
Студенту Цилину Михаилу Андреевичу
Исходные данные:
Состав топлива: СН4 = 90,3%;
С2Н6 = 1,7%;
С3Н8 = 1,3%;
СО2 = 3,0%;
N2 = 3,7%;
Влажность топлива d = 16 г/м3;
Производительность печи Р = 86 т/ч;
Ширина заготовки В = 350 мм;
Толщина заготовки S = 100 мм;
Длина заготовки L= 4000 мм;
Температура заготовки на выходе из печи tк = 1120 оС;
Разность между температурой печи и температурой заготовки Δt = 30 оС.
Задание получил: /__________/_________________________/
(подпись) (расшифровка подписи)
Срок сдачи: “___” __________ 20___ г.
Руководитель: /__________/_________________________/
(подпись) (расшифровка подписи)
Магнитогорск ,2011
Оглавление
Введение 4
Расчет горения топлива 5
Время нагрева металла 6
Определение времени нагрева металла в методической зоне7
Определение времени нагрева металла в сварочной зоне8
Определение времени нагрева металла в томильной зоне8
Определение основных размеров печи 9
Тепловой баланс 9
Приход тепла10
Расход тепла10
Расчёт рекуператора 12
Расчет потерь давления на дымовом тракте14
Расчет высоты дымовой трубы16
Выбор горелок17
Список литературы 18
Введение
Нагревательные толкательные печи характеризуются противоточным движением нагреваемого металла и продуктов сгорания, а так же наличием в начале печи (со стороны посада металла) развитой не отапливаемой методической зоны, вследствие чего их часто называют методическими печами.
Методические печи по числу зон нагрева могут быть двух-, трёх - и многозонными с односторонним и двусторонним нагревом металла. При трёхзонном режиме нагрева имеются три теплотехнические зоны, по ходу металла: методическая, в которой повышается температура, сварочная с высокой постоянной температурой и томильная с постоянной температурой, близкой к заданной конечной температуре поверхности металла. Металл толщиной до 100 мм нагревают с одной стороны в печах без нижнего нагрева, а толщиной больше 100 мм - с двух сторон (с нижним нагревом).
Большое значение для работы методических печей имеет способ выдачи металла из печи. Различают торцевую и боковую выдачу металла. При торцевой выдаче необходим толкатель, который и выполняет роль выталкивателя.
Конструкцию методических печей выбирают в зависимости от типа стана и вида топлива. Тип стана определяет производительность печей толщину применяемой заготовки, температуру нагрева металла и его сортамент. От вида используемого топлива зависит конструкция горелочных устройств и применение рекуператоров. При использовании трёх зонных методических толкательных печей на среднесортных и крупносортных станах под печи выполняют прямым, с торцевой подачей и выдачей металла.
Расчет горения топлива
Таблица 1
|
Состав |
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
СО2 |
N2 |
|
Начальный % |
90,3 |
1,7 |
1,3 |
3,0 |
3,7 |
|
С учетом влаги % |
88,58 |
1,67 |
1,27 |
2,94 |
3,63 |
Коэффициент
расхода воздуха α = 1,1. Величина химического
недожога
Состав влажного газа. При d = 16 г/м3 содержание водяных паров в газе:
При Н2О = 1,9 % получим, что
Аналогично и для других компонентов топлива.Результаты пересчета приведены в табл. 1.
Расход кислорода на горение:
.
Теоретический расход воздуха:
.
Действительный расход воздуха:
.
Объемы отдельных составляющих продуктов сгорания, м3/м3 газа:
;
;
;
.
Общее количество продуктов сгорания:
.
Вследствие химического недожога рассчитанный объем продуктов сгорания и их состав будут несколько отличаться от фактического. При относительно небольшой величине недожога этой разностью можно пренебречь.
Состав продуктов сгорания:
Плотность продуктов сгорания:
Теплота сгорания газа:
Химическая энтальпия продуктов сгорания без учета химического недожога:
Содержание воздуха в продуктах сгорания:
Тогда
и
(см. рис. 7).