3. Теплотехническая часть

3.1 Теплотехнический расчет

Необходимый для работы печи расход топлива определяют из уравнения теплового баланса. Тепловой баланс состоит из двух частей: приходной и расходной. В приходную часть входит теплота, вносимая предварительно подогретым воздухом и топливом, и теплота экзотермической реакции. В расходную часть входит теплота, затраченная на нагрев металла и на все виды потерь теплоты в окружающую среду. Для методической печи необходимо определить часовой расход топлива  .

 

Приходные статьи теплового баланса:

1. Химическая теплота горения топлива:

 

 

 

 

2.     Физическую теплоту, вносимую подогретым воздухом, определяем

по формуле :

 

 ккал/ч,

 

 

 

где V_в.д. - действительный (фактический) расход воздуха, необходимый для горения единицы топлива при коэффициенте расхода воздуха λ>1 .                                                 

      

3.     Физическую теплоту, вносимую подогретым газообразным топливом, находим по формуле:

 

 ккал/ч,

 

 

4.     Теплота экзотермической реакции, выделяемая при окислении нагреваемого металла:

 

 

 

       где  y - тепловой эффект окисления нагреваемого металла для   углеродистых, низко-среднелегированных сталей =1350 ккал/ч;

     - величина угара металла, для методических печей равен 2%.

 

Расходные статьи теплового баланса:

 

1.     Расход теплоты на нагрев материала (полезные затраты) :

 

 

 

 

  где с₁ и с₂ - средние удельные теплоемкости материала соответственно в интервале температур 0 - t_н и 0 - t_k, ккал/(кг* ^оС).

Все остальные статьи расходной части баланса представляют собой тепловые потери.

 

2. Потери тепла с уходящими продуктами горения топлива:

 

 

 

 

3.     Потери тепла через кладку печи определяют как сумму потерь через кладку стен, свода и пода.

           где t_п и t_н - температура печи и наружной поверхности кладки, ^оС;

           S_i - толщина слоя кладки печи, м;

             - коэффициент теплопроводности слоев кладки печи, ккал/(м*ч* ^оС);

           F_н - площадь наружной поверхности стены, м²;

q – удельный тепловой поток, передаваемый через кладку, ккал/(м²×ч).

 

 

 

4. Потери тепла через открытые окна печи:

 

 

     где F – площадь проема окна, м² ;

            Ф – коэффициент диафрагмирования, который зависит от размеров формы окна и толщины стены, обычно составляет 0,6..0,8;      

        =0,2…1,0 – доля времени, в течение которого окно открыто.

5.     Неучтенные потери принимают равными 10% от количества тепла Q_хим:

 

 

 

   

 

Складывая приходные и расходные статьи, получим уравнение теплового баланса, из которого определим часовой расход топлива:

 

 

 

Подставляя эти данные в уравнение теплового баланса, получим:

 

 

 

Из этого уравнения следует, что В_т = 57,16 м³/ч.

 

4.4 Определение КПД печи и напряженности пода

 

КПД печи определим по следующей зависимости:

 

 

 

Наименование статьи	Количество тепла
	Ккал/ч	%
Приход тепла: Химическая теплота горения топлива: Физическая теплота, вносимая подогретым воздухом Физическая теплота, вносимая подогретым газообразным топливом Теплота экзотермической реакции Всего: Расход тепла: Расход теплоты на нагрев металла Потери тепла с уходящими продуктами горения топлива  Потери тепла через кладку печи Потери тепла через открытые окна печи Неучтенные потери Всего:	486534,48 73319,132 424,241 47790 608067,853 325255,2 195279,13 15544,4 6549,6 48653,4 591281,73	80 12 0,07 7,93 100 55 33 2,63 1,107 8,263 100