6. Основные теплотехнические показатели работы печи

Одним из важных показателей работы печи является коэффициент использования химической энергии топлива η_кит, показывающий, какая доля химической энергии топлива остается в рабочем пространстве печи

(88)

Общей тепловой мощностью М_общ печи называется количество тепла, вносимого в печь с химической энергией топлива в единицу времени:

кВт. (89)

Общая тепловая мощность складывается из полезной мощности М_пол и мощности холостого хода М_xx:

М_общ = М_пол + М_хх, кВт. (90)

Полезная мощность есть тепло, которое необходимо ввести в печь в единицу времени с химической энергией топлива для нагрева изделий (без учета тепла на покрытие тепловых потерь в рабочем пространстве печи):

М_пол = Q_{ycв т}/η_кит, кВт, (91)

где Q_{ycв т} - количество тепла, выделенного при сжигании топлива, усвоенное металлом в печи, кВт,

Q_{ycв т} = Q₄ - Q_{yсв Fe} , кВт, (92)

где Q_{yсв Fe} - тепло, усвоенное металлом от окисления железа,

Q_{yсв Fe} = Q₃ – Q₈ , кВт. (93)

Мощность холостого хода:

М_хх =(Q₆ +Q₇ +Q₉+Q₁₀)/η_кит, кВт. (94)

Удельный расход тепла

b = М_общ·3600/G, кДж/кг. (95)

Удельный расход условного топлива:

b_усл = b· /29300, кДж/кг. (96)

Коэффициент η полезного действия печи:

η = (Q_{ycв т} / М_общ) ·100 %. (97)

7. Аэродинамический расчет

7.1. Расчет дымового тракта

Эскиз дымового тракта методической печи приведен на рис. 7.

При расчете дымового тракта потери давления на преодоление сопротивления трения газов о стенки рабочего пространства печи не учитываются.

1. Потери давления в вертикальных каналах

Приведенная скорость дымовых газов при выходе из печи ω ₀

ω₀ = m·B·V_г/(D·h_мeт), м/с, (98)

где m = 0,7 - коэффициент, учитывающий потери дыма на выбивание.

Рис. 7. Эскиз дымового тракта.

Приведенную скорость в вертикальных каналах w_верт рекомендуется принять равной 2,5 м/с, тогда сечение одного канала:

F_верт = m·B·V_г/(2,5·n), м², (99)

где n - количество каналов (n = 2 - 3).

После выбора размеров канала F_верт = а_верт·b_верт, рассчитывается эквивалентный диаметр канала:

d_э = 4· F_верт /(2· ( а_верт + b_верт)), м. (100)

Высоту канала l_верт принять равной 4 м.

Потери на трение в вертикальном канале:

, Па, (101)

где μ - коэффициент трения (μ = 0,05); ρ_г - плотность дымовых газов при нормальных условиях, кг/м³;

β - коэффициент объемного расширения газа, β = 1/273 ^оС^-1.

Местные потери давления при входе газового потока в вертикальные каналы:

(102)

где , - коэффициент местного сопротивления, взятый из приложения 11.

Потери на преодоление геометрического напора:

(103)