36.Определение размеров рабочего пространства высокотемпературной теплотехнологической установки.

РИСУНОК

Рабочее пространство состоит из отдельных зон, хар- мых объемом V_i . В общем случае V_раб пространства.

V= V_i. Объем технологической зоны должны отвечать заданному тепловому напряжению и размерам (высоте и площади основания). В основу расчета положено время теплотехнологической обработки материала и данные теплового баланса (теплопритоки в зоны с расходом органич. топлива Bi).

Ширина проходных ВТУ зависит от размеров заготовки или транспортных средств (конвееры, поддоны) и числа рядов посада (одно-, двух- и трехрядных посадок).

При однорядном посаде , где b^’ – длина заготовки (поддона)

l – зазор между заготовкой (поддоном ) и футуровкой

l принимается = 0,15 – 0,3 м

При 2^х рядном посаде

Длина рабочей камеры (L) как и любой из ее зон (L_i) находится в соответствии с продолжительностью с тепловой обработки ( ), размерами заготовки и производительностью по материалу (P). Общая длина L= L_i

РИСУНОК

- кол-во заготовок

Из выражения материального баланса находится длина зоны L_i

- длина зоны при двухрядном посаде

заготовки прямоугольного сечения

РИСУНОК

- кол-во заготовок

Материальный баланс:

заготовки уложены не плотно, а с определенным зазором

РИСУНОК

Материальный баланс:

Основополагающей характерной зоны является ее высота.

1.Определить состав продуктов неполного сгорания природного газа из газопровода …, если их температура t_г = … ^оС.

РЕШЕНИЕ:

По t_г по диаграмме окисления – восстановления железа определяем

Найдем и

Уравнение баланса:

1. по углероду

2. по водороду

полученный результат/2

3. по кислороду

найдем и

, где

3.Определить коэффициент использования топлива (природный газ из газопровода …), если температура уходящих продуктов сгорания t_ух = …^оС, а температура подогрева воздуха t_в = … ^оС. Удельная энтальпия химического недожога, отнесенная к 1 м³ продуктов сгорания, h₃ = … кДж/м³. Объемную изобарную теплоемкость дымовых газов среднего состава взять из таблицы.

РЕШЕНИЕ:

Из справочной литературы для природного газа с теплотой сгорания

Определяем для горючего газа в случае отсутствия подогрева воздуха

(при 0⁰С)

Определяем в случае предварительного подогрева воздуха:

4.Определить время, через которое температура на поверхности стальной цилиндрической заготовки диаметром d = … м и длиной l = …м после посадки ее в печь станет равной t_м^п = … ^оС. Начальная температура заготовки t_о = … ^оС. Температура внутри печи t_г = … ^оС. Суммарный коэффициент теплоотдачи α = … Вт/(м²·К). Теплофизические характеристики стали λ = … Вт/(м·К); ρ = … кг/м³; с = … кДж/(кг·К).

РЕШЕНИЕ:

5.Определить температуру в центре и на поверхности стального цилиндра диаметром d = … м и длиной l = … м через … минут после посадки его в печь. Начальная температура цилиндра t_о = … ^оС. Температура внутри печи t_г = … ^оС. Суммарный коэффициент теплоотдачи α = … Вт/(м²·К). Теплофизические характеристики стали λ = … Вт/(м·К); ρ = … кг/м³; с = … кДж/(кг·К).

РЕШЕНИЕ:

где

x – линейный размер

X – определяющий размер

тело классической формы

термически массивное

термически тонкое

если тело термически массивное

Для условия предыдущей задачи если

тело произвольной формы

Представлено тело образующихся пересечением взаимно перпендикулярных бесконечного цилиндра и пластины.

Число подобия для цилиндра и безразмерных температур и не изменилось по отношению к предыдущей задаче.

По этим значениям определяем и

Путем перемножения соответствующих значений находим их значения для точек 1-4