1. Краткое описание печи и ее схема

Секционные печи скоростного нагрева применя­ют для нагрева больших партий однородного сортамента трубной заготовки и труб диамет­ром до 200 мм и длиной не менее 2,5—3 м. Иногда в этих печах нагревают квадратную заготовку небольших размеров.

Секционные печи состоят из установлен­ных в одну линию отапливаемых камер. (сек­ций) и расположенных между ними неотапли­ваемых тамбуров, в которых находятся транс­портирующие ролики. Ролики косо располо­жены, что обеспечивает непрерывное враще­ние заготовки во время нагрева. Заготовки можно перемещать в печи в один, два или три ряда (ручья). Каждая секция имеет са­мостоятельное," отопление - и дымоотбор; не­сколько секций объединяют в общую систему регулирования (зону). Длина секции 1,5— 1,75 м, поперечные размеры на 0,4—0,6 м больше поперечных размеров нагреваемой за­готовки; длина неотапливаемого тамбура 0,35—0,5 м.

2. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи

1. Наружная поверхность трубы (на 1 м длины), м²

2.Внутренняя поверхность кладки (на 1м длины), м²

3.Угловой коэффициент излучения кладки на трубу

4.Приведенный коэффициент излучения, Вт/(м^2.К⁴)

5. Приведенный коэффициент излучения с учетом конвекции, Вт/(м^2.К⁴)

3. Расчет нагрева труб в первой секции

1.Температура кладки, ^оС

Принимаем температуру кладки:

2.Температура трубы, ^оС

• Начальная

• Конечная (задаемся)

• Средняя

3.Теплотворность металла при средней температуре, Вт/(м^.К)

4.Средняя теплоемкость металла в интервале температур нагрева,

5.Число Старка

0,0043<0,15 --- тело тонкое

6.Коэффициент заполнения печи

где: l- длина трубы, t-разрыв между трубами в печи.

7.Масса одного метра трубы, т/м

т/м

8.Продолжительность нагрева трубы в секции, ч

где: n-число ручьев; L_c-длина секции; M- масса 1 м длины заготовки; P- производительность печи; k_з- коэффициент заполнения печи.

9.Коэффициент формы

10.Начальный температурный фактор, К^-3

К^-3 с (Рис.1.17)

11.Конечный температурный фактор, К^-3

К^-3

12.Конечная температура трубы, ^оС

4. Расчет горения топлива (состав исходного газа, состав и калориметрическая температура продуктов горения)

_{Пересчет сухую массу на влажную, в исходном топливе появляется H2O ( сумма каждой составляющей = 100%)}

_{Таблица №1}

Наименование топлива	Состав сухого топлива в объемных, %										Влажность W г/м3
	CH4	C2H4	С2H6	C3H8	C4H10	C5H12	CO2	N2	Всего
Природный газ Туймазинского м/р.	42,70	0,00	20,00	19,50	9,50	2,90	0,20	5,20	100	20
	Состав влажного топлива в объемных, %
Природный газ Туймазинского м/р.	41,67	0,00	19,52	19,03	9,27	2,83	0,19	5,07	100

_{Дано: n=1,12; Tв=300 оС}

_{а) Определим теплоту сгорания природного газа, пользуясь табличными значениями тепловых эффектов горения горючих компонентов топлива.}

_o кДж/м³

_{б) Определение расхода воздуха необходимого для горения количества и состава продуктов сгорания ведется на 100 м3 исходного топлива, а вычисления делаются в табличной форме.}

_{Реакция окисления горючих компонентов топлива:}

_{CH4+2O2=CO2+2H2O(пар)}

_{С2H4+3O2=2CO2+2H2O(пар)}

_{C2H6+7/2O2=2CO2+3H2O(пар)}

_{C3H8+5O2=3CO2+4H2O(пар)}

_{C4H10+13/2O2=4CO2+5H2O(пар)}

_{C5H12+8O2=5CO2+6H2O(пар)}

_{Таблица №2.}

Топливо		Воздух, м3			Образуется продуктов сгорания, м3
Состав	Содержание, м3, %	O2	N2	Всего	CO2	H2O	O2	N2	Всего
CH4	41,67	83,34			41,67	83,34
C2H6	19,52	68,32			39,04	39,04
C3H8	19,03	95,15			57,09	76,12
C4H10	9,27	60,255			37,08	46,35
C5H12	2,83	22,64			14,15	16,98
CO2	0,19	---			0,19
N2	5,07	---						5,07
H2O	2,42	---				2,42
n=1	100	329,70	1240,35	1570,055	189,22	264,25		1245,42	1698,89
%		21	79	100	11	16		73	100
n=1,12		369,27	1389,19	1758,46	189,22	264,25	39,565	1394,26	1887,295
%		21	79	100	10,03	14	2,096	73,88	100

_{в) Находим плотность компонентов газа и продуктов сгорания топлива.}

_{, кг/м3}

_{г) Составим материальный баланс горения.}

_{Поступило:}

_{100 м3 топлива, в том числе:}

_{CH4=> 47,67∙0,714=29,75 кг}

_{C2H6=> 19,52∙1,339=26,14 кг}

_{C3H8=> 19,03∙1,964=37,37 кг}

_{C4H10=> 9,27∙2,589=24,00 кг}

_{C5H12=> 2,83∙3,214=9,1 кг}

_{CO2=> 0,19∙1,964=0,37 кг}

_{N2=> 5,07∙1,25=6,34 кг}

_{H2O=> 2,42∙0,804=1,95 кг}

_{Всего топлива: 135,02 кг}

_{Воздуха 1758,46 м3 , в том числе:}

_{О2 => 369,27 ∙ 1,429=527,59 кг N2=> 1389,19∙1,25=1736,49 кг}

_{Всего воздуха: 2264,18 кг}

_{Итого: топлив + воздух = 135,03+2264,18=2399,2 кг}

_{Получено продуктов сгорания 1887,295 м3 , в то числе:}

_{CO2=> 189,22∙1,964=371,63 кг}

_{H2O=> 264,25∙0,804=212,46 кг}

_{О2=> 39,565∙1,429=56,54 кг}

_{N2=> 1394,26∙1,25=1742,83 кг}

_{Всего: 2383,46 кг}

_{Невязка баланса:}

_{е) Определение колориметрической температуры горения топлива методом последовательных приближений.}

_{, где} =0

- в таблице энтальпий, энтальпия зависит от T

при температуре T_в=300 ^оС => C_в=1,318 кДж/(м³К) =>

кДж/м³

кДж/м³

Задаемся Т₁=2100 ^оС

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

Т₂=2200 ^оС

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³