- •Курсовой проект
- •Содержание
- •Введение
- •Исходные данные
- •Расчёт горения топлива.
- •2 Определение времени нагрева металла и основных размеров печи.
- •2.1 Предварительное определение основных размеров печи.
- •2.2 Определение степени развития кладки.
- •2.3 Определение эффективности толщины газового слоя - .
- •2.4 Определение времени нагрева металла в методической зоне.
- •2.5 Определение времени нагрева металла в сварочной зоне.
- •2.6 Определение времени томления металла.
- •2.7 Определение действительных основных размеров печи.
- •3 Тепловой баланс печи.
- •3.1 Выбор футеровки печи.
- •3.2 Общие положения.
- •3.3 Статьи прихода теплоты.
- •3.4 Статьи расхода теплоты.
- •3.5 Потери тепла теплопроводностью через кладку.
- •4 Расчёт и выбор вспомогательного оборудования.
- •4.1 Блочный керамический рекуператор.
- •4.2 Трубчатый металлический рекуператор.
- •4.3 Расчет инжекционной горелки.
- •Заключение.
- •Список использованных источников
2.5 Определение времени нагрева металла в сварочной зоне.
Степень черноты газов при 1682 0 С:
По номограмме [2, рис. 5.3] -
По номограмме [2, рис. 5.1,5.2] определяем ,
Приведённый коэффициент излучения:
Коэффициент теплоотдачи излучением:
Определяем критерий :
,
где [2, табл. 6.6, стр. 76]
Определяем температурный критерий для сварочной зоны для поверхности материала:
По номограмме [2, рис. 6.2, стр. 68] определяем значения:
Время нагрева металла в сварочной зоне:
Температура металла в центре заготовки:
2.6 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 выравниванияпо номограмме [5, рис. 28, стр. 139] определяется критерий Фурьедля томильной зоны:.Тогда время томления металла равно:
где - коэффициент температуропроводности:
Полное время пребывания металла в печи:
2.7 Определение действительных основных размеров печи.
Для обеспечения заданной производительности P = 2,5 т/ч, в печи должно одновременно находиться следующее количество металла:
Масса одной заготовки составит:
где - соответственно ширина, толщина и длина заготовки, м (по условию)
- плотность материала приt=15ºС.
Тогда число заготовок, одновременно находящихся в печи:
При однорядном расположении заготовок:
- общая длина печи:
- ширина 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:
3 Тепловой баланс печи.
3.1 Выбор футеровки 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 δ1=300 мм
- стены двухслойные: слой шамота класса А толщиной δ2=345 мм и тепловая изоляция из диатомита толщиной δ3= 115 мм;
- под томильной зоны выполнен трехслойным:
1) тальк толщиной слоя δ4=230 мм
2) шамот класса Б толщиной δ5=230 мм
3) тепловая изоляция из диатомита толщиной δ6=115 мм.
Все толщины берутся по конструктивным соображениям.
3.2 Общие положения.
Тепловой баланс печи записывается в виде:
Неизвестной величиной, входящей в это уравнение, является расход топлива – В, для определения которой 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, отпускаются.