2 Специальная часть
Проектный расчёт методической трехзонной, прямо-противоточной толкательной печи для нагрева заготовок.
Исходные данные:
Производительность печи
Нагреваемый металл –
заготовка размерами
Начальная температура
металла
Конечная температура
металла
Температура воздуха
Марка нагреваемого металла: низкоуглеродистая сталь
Топливо мазут следующего состава:
Коэффициент расхода
воздуха
Расчёты трёхзонной печи выполняются в следующей последовательности:
Расчёт горения топлива
Расчёт времени нагрева металла
Расчёт основных размеров печи
Составление материального баланса печи
2.1 Расчёт горения топлива
2.1.1 Определение
низшей теплоты сгорания
(1)
2.1.2 Определяем количество кислорода необходимого для горения газа заданного состава при: n=1,01
2.1.3 Определяем расход воздуха для горения топлива (формула 95)
[k
–
const=3,762]
k
–
отношение объёмных содержаний
и
для воздуха
2.1.4 Определение объёмов компонентов продуктов сгорания
2.1.4 Определяем объём продуктов сгорания (формула 97)
2.1.5 Определяем процентный состав продуктов сгорания по формуле:
Правильность расчёта проверяем с помощью составления материального баланса.
Поступило газа |
Получено продуктов сгорания |
|
|
Всего: 0,42 |
Всего: 6,372 |
2.1.6 Для определения калориметрической температуры, необходимо найти энтальпию продуктов сгорания [формула 99]
Истинная энтальпия:
2.1.7 Определяем калориметрическую температуру горения
Принимаем пирометрический
коэффициент равным
,
находим действительную температуру
горения топлива
Определяем фактическую температуру газов в зоне теплообмена (сварочной)
2.2 Определение предварительных размеров печи
2.2.1 Определяем ориентировочные размеры печи
где
-
длинна металла
-
зазор между
стенками слябов и печи (300мм=0,3м)
2.2.2 По практическим данным принимаем
томильная:
сварочная:
методическая:
Внутреннюю ширину печи определяем исходя из длинны нагреваемой заготовки. Зазоры между концами заготовок и боковыми стенками печи принимаем равной 300мм.
2.2.3 Принимаем температуру горения топлива по всей длине
Температуру газов в
сварочной зоне принимаем
Из этого следует что
температура металла меняется по всей
длине в печи. При противоточном движении
металлов и газов в печи принимаем
температуру уходящих газов равной
2.2.4 Разность температур между поверхностью и серединой заготовки для методической зоны печи можно принять
.
-прогреваемая
толщина в метрах
где
-
ширина сляба (страница 75)
-
коэффициент несимметричности (таблица
12)
-
геометрическая толщина заготовки
Определяем расчётную толщину металла в методической зоне
Находим разность температуры между поверхностью и серединой заготовки
Температуру центра
заготовки [
]
в методической зоне принимаем равной
Температуру поверхности
[
]
нагреваемого металла в конце методической
зоны следует принять
2.2.5 Определяем приведённый коэффициент излучения системы: газ, кладка, металл. (формула 60, страница 46)
где
-
степень развития кладки
-
степень черноты металла
-
степень черноты газа
2.2.6 Определяем степень развития кладки, на один метр длинны печи
Для методической зоны
Для первой сварочной зоны
Для второй сварочной зоны
Для томильной зоны
2.2.7 Определяем эффективную длину луча (страница 45, формула 57)
Для методической зоны
Для первой сварочной зоны
Для второй сварочной зоны
Для томильной зоны
