2 .5. Выбор материалов для построения печи и её габаритных размеров

2.5.1. Выбор материалов для построения печи

Кладку стенок рабочей камеры печи принимаем:

-внутренний огнеупорный слой:

для свода и стен - шамотный кирпич класса Б (230мм),

для пода – тальковый кирпич (230мм)

-наружный теплоизоляционный:

для свода – шлаковая засыпка (200мм)

для пода и стен – теплоизоляционный кирпич (230мм) ([2] с.297)

2.5.2. Выбор габаритных размеров загрузочного окна:

460 мм = 0,46 (м)

300 мм = 0,3 (м)

F_ок = L_ок Н_ок = 0,138 (м²)

2.5.3. Определение габаритных размеров печи

B_печ=620+2(230+230)=1540 (мм)

L_печ=600+115+2(230+230)=1635 (мм)

Н_печ=670+(230+230)+(230+200)=1560 (мм)

2 .6. Составление теплового баланса печи и определение расхода топлива.

Тепловой баланс составляется исходя из равенства приходящего тепла в печь от отдельных источников и суммы расходуемого тепла в печи, то есть

Q_пр= Q_расх,

где Q_пр – количество приходящего тепла в печь;

Q_расх – количество расходуемого тепла в печи.

Приходящая часть теплового баланса складывается из следующих составляющих:

2.6.1. Определение тепла, полученного в результате горения топлива.

Определяем тепло, полученное в результате горения топлива по формуле с.61[3]:

(кДж/ч),

где В_т – часовой расход топлива (искомая величина)

(кДж/ч)

2. Определение тепла, выделяющегося при угаре металла.

Определяем тепло, выделяющееся при угаре металла по формуле с.61[3]:

(кДж/ч),

где q – тепло, выделяющееся при окислении металла.

Принимаем q = 5652 (кДж/ч);

- угар металла. Принимаем = 2%;

G – весовая производительность печи.

Q_уг = 5652*110*2*10^-2 = 12434 (кДж/ч)

Расходная часть теплового баланса складывается из следующих составляющих:

2 .6.3. Определение количества полезно использованного тепла (тепло, затраченное на нагрев металла).

Определяем количество полезно использованного тепла по формуле с.62 [3]:

(кДж/ч),

где - средняя теплоёмкость металла при конечной и начальной температурах нагрева. Принимаем кДж/°К*кг, кДж/°К*кг

- конечная начальная температура нагрева.

(кДж/ч)

2.6.4. Определение потерь тепла с уходящими газами.

Определяем потери тепла с уходящими газами по формуле с.62 [3]:

(кДж/ч),

Q_г = В_т *10,5*1,46*1360 = В_т 20848,8 (кДж/ч)

2.6.5. Определение потери тепла от химической неполноты горения топлива.

Определяем потери тепла от химической неполноты горения топлива по формуле с.62 [3]:

(кДж/ч),

где т – процент потерь от теплоты сгорания топлива при горении. Принимается до 5% с.62 [3].

Q_х = 0,05* *36746,8 = 1837,34 ₍кДж/ч₎

2.6.5. Определение потерь тепла через кладку и рабочие окна.

Потери тепла через кладку рабочей камеры печи определяется как сумма потерь через стенки, под и свод печи, размеры которых берутся по наружным габаритам печи. Потери тепла через 1м² каждого элемента кладки определяются по графику (с.130 [1]) в зависимости от температуры каждого элемента кладки. Термическое сопротивление кладки печи, в общем случае, определяется по формуле с. 130 [1]:

,

где S – толщина слоя кладки (м);

- теплопроводность материала кладки.

1) Боковая стенка

;

2) Свод

;

3) Под

.

Затем определяются потери тепла через каждый элемент кладки, как произведение площади на потери через 1м² элемент кладки.

Результаты расчёта потерь тепла через кладку сводятся в таблицу:

Наименование элемента кладки	Площадь поверхности м2	Температура		Суммарное термическое сопротивление	Потери тепла
		Рабочего пространства	Внешней поверх-ности		Через 1м2	Через всю поверх-ность
Свод	2,5	14100	1500	0.61	2,9	7,25
Стены	9,906	13600	1300	0.68	2,5	24,765
Под	2,5	13100	1300	0.67	2,5	6,25
					Всего	38,265

Потери тепла через рабочие окна определяются по формуле с. 236 [1]:

(кДж/ч),

где потери тепла излучением через окна. Определяются по формуле:

(кДж/ч),

где коэффициент излучения абсолютно чёрного тела;

площадь окна (м²);

время, в течение которого открыто окно. Принимаем τ=0,12 (ч);

температура в рабочем пространстве печи ( );

коэффициент диафрагмирования. Определяется по графику с. 237 [1];

потери тепла с печными газами, выбивающимися через окна. Определяются по формуле с. 237 [1]:

(кДж/ч),

где количество выбивающихся печных газов через окна. Определяется по формуле с. 237 [1]:

(м³),

(м³)

где b, h - ширин и высота окна.

Q^л_ок = 20,5*0,138*0,12*0,7*(1633/100)⁴ = 8326,966(кДж/ч)

q^г_ок = 0,39*1,46*1360*0,36 = 278,778 (кДж/ч)

Q_ок = 16898,84 + 278,778 = 17177,6 (кДж/ч)

2.6.6. Определение неучтённых потерь тепла.

Определяем неучтённые потери тепла по формуле с. 238 [1]:

(кДж/ч),

(кДж/ч)

2.6.7. Определение часового расхода топлива.

Определяем часовой расход топлива из теплового баланса по формуле:

(л/ч)

В_m=22,8 (л/ч)

2.6.8. Определяются статьи, и составляется свободная таблица теплового баланса печи.

Тепловой баланс камерной печи

№ п/п	Наименование статьи	Обозна-чение	Количество тепла		№ п/п	Наименование статьи	Обозна-чение	Количество тепла
	Приход тепла		кДж/ч	%		Расход тепла		кДж/ч	%
1	Тепло горения топлива		837827	98,5	1	Тепло, затраченное на нагрев металла		94602,2	11,2
2	Физическое тепло топлива				2	Потери тепла от химической неполноты горения топлива		41891,4	4,9
3	Физическое тепло воздуха				3	Потери тепла с уходящими дымовыми газами		475352,6	55,9
4	Тепло экзотермических реакций		12434	1,5	4	Потери тепла через кладку		137754	16,2
					5	Потери тела через рабочие окна		17177,6	2
					6	Неучтённые потери тепла		83483,2	9,8
	Всего:		850261	100		Всего:		850261	100

2 .7. Расчёт дымовых каналов

Определение сечения канала для отвода дымовых газов из рабочего пространства.

Определяем сечение канала для отвода дымовых газов из рабочего пространства по формуле с. 24 [3]:

,

где количество продуктов горения, уходящих через канал (секундный расход);

W – скорость дымовых газов в канале. Принимаем W = 3…4( м/с);

расход топлива в секундах.

f = = 0,021 (м)

2.8. Определение основных показателей работы печи

К основным показателям работы печи относятся: производительность, удельный расход топлива, коэффициент полезного действия.

2.8.1. Определение напряжённости пода печи (производительность).

Определяем напряжённость пода печи по формуле с. 64 [3]:

,

где G – часовая производительность печи.

2.8.2. Определение удельного расхода условного топлива.

Определяем удельный расход условного топлива по формуле с. 64 [3]:

= = 0,26 (м)

2 .8.3. Определение коэффициента полезного действия печи.

Определяем коэффициент полезного действия печи по формуле с. 64 [3]:

Список использованной литературы

1. Касенков М.А. “Нагревательные устройства кузнечного производства”. М.: Машгиз, 1962г;

2. Кузелев М.Я., Скворцов А.А. “Нагрев металла под ковку и штамповку в пламенных печах”. – Л.: Судпромгиз, 1960г;

3. Шипулин А.И., Шипулин И.А. “Нагрев и нагревательные устройства”. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону, ДГТУ, 2000г;

4. “Выбор методов и средств нагрева металла под обработку давлением”. – ОМТР–2302–011–65–М.: НИИИМ, 1965г.