министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

“Харьковский политехнический институт”

Технология нагрева и нагревательные устройства

кузнечно-штамповочных цехов

учебно-методическое пособие

к практическим занятиям и самостоятельной работе

для студентов специальности

«Оборудование для обработки металлов давлением»

Харьков 2008

министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

“Харьковский политехнический институт”

Технология нагрева и нагревательные устройства

кузнечно-штамповочных цехов

Учебно-методическое пособие

к практическим занятиям и самостоятельной работе

для студентов специальности

«Оборудование для обработки металлов давлением»

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

протокол № от

Харьков НТУ «ХПИ» 2008

ББК 34.623я7

П38

УДК 621.98.(075)

Рецензенты:

В. К. Лобанов, д-р техн. наук, зам. нач. ЦЗЛ, «Завод им.МАЛЫШЕВА»

В. Н. Левченко,канд. техн. Наук, доц., Национальный технический

университет «ХПИ»

Содержание

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КУРСА…………………………………………. 5

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ……………………3

3. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА……………………………………………...…10

3.1. Расчет горения газообразного топлива…………………………………….…10

3.1.1 Состав заданного вида топлива ……………………………………………..10

3.1.2 Определение количества воздуха необходимого для полного

сгорания топлива………………………………………………………………...…10

3.1.3 Количество и состав продуктов горения (ПГ) …………………………...…10

3.1.4 Определение температуры горения топлива………………………………..12

3.2. Расчет горения жидкого топлива…………………………………………...…13

3.2.1 Определение состава рабочей массы топлива заданного вида…………….13

3.2.2 Состав рабочей массы топлива заданного вида…………………………….14

3.2.3 Определение количества воздуха необходимого для полного

сгорания топлива……………………………………………………………………14

3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг) …………………………...…14

3.2.5 Определение температуры горения топлива……………………………..…16

4. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ НАГРЕВА ЗАДАННОЙ ЗАГОТОВКИ В КАМЕРНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ КОВКИ (ШТАМПОВКИ) ……………………………………………18

4.1. Выбор температурного режима ковки……………………………………...…18

4.2Определение критерия Био…………………………… ………………………..19

4.3. Определение времени нагрева……………………………………………....…20

4.3.1. Аналитический расчет времени нагрева заготовок ……………………..…20

4.3.2. Определение времени нагрева заготовок в печи по справочным

данным…………………………………………………………………………….…21

4.3.Расчет времени нагрева на ЭВМ ………………………………………………22

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ПЕЧИ…….…23

5.1. Весовая производительность печи…………………………………… ………23

5.2. Величина садки…………………………………………………………………23

5.3. Активная площадь пода…………………………………………………..……23

5.4. Общая площадь пода …………………………………….…………………….23

5.5. Коэффициент загрузки площади пода………………………………………...23

5.6. Весовая производительность пода………………………………………….…23

5.7. Реальные размеры рабочего пространства печи………..…………………….23

5.8. Реальная площадь пода……………………………………………….……….24

5.9. Выполнить эскиз пода……………………………………………………….…24

6. ВЫБОР КЛАДКИ. КОМПАНОВКА ПЕЧИ……………………………………25

6.1. Стены………………………………………………………………………… …25

6.2 Свод………………………………………………………………………………25

6.3. Под………………………………………………………… ……………………26

6.4. Размеры окна загрузки/выгрузки…………………………………… ……...…27

6.5. Эскиз печи………………………………………………………………… ……27

7. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА……………28

7.1. Приходные статьи баланса………………………………………… ……….…28

7.1.1. Химическая теплота топлива……………………………………………...…28

7.1.2. Тепло вносимое подогретым воздухом (физическое)…………………….. 28

7.1.3. Тепло от экзотермической реакции горения железа………………….……28

7.2. Расходные статьи баланса…………………………………………………...…28

7.2.1. Тепло затрачиваемое на нагрев стали…………………………………….…28

7.2.2. Потери тепла с уходящими газами………………………………… ……….28

7.2.3. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива…………….…28

7.2.4. Потери тепла через кладку, открытое окно и прочие потери………...……28

7.3 Уравнение теплового баланса……………………………… ………………….31

8. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ

ПЕЧИ…………………………………………………………………………………33

8.1 Термический КПД………………………………………………… ……………33

8.2 Эффективный КПД…………………………………………………………...…33

8.3 Удельный расход топлива………………………………………………………33

8.4 Удельный расход условного топлива…………………………………… ….…33

8.5. Напряженность площади пода……………………………… ……………...…33

9. ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………34 10.ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ……………………………… ……………….35

Приложение 1 Удельный вес сталей………………………………….36

Приложение 2 Средняя удельная теплоёмкость сталей………..……37

Приложение 3 Пример расчета………………………………………….……….... 38