- •Содержание
- •3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг) …………………………...…14
- •Вступление
- •1. Основные положения курса
- •1.1. Характеристики нагрева
- •1.2.Топливо. Вид, состав и расчет горения.
- •1.2.1. Вид и состав топлива
- •1.2.2. Теплота сгорания топлива
- •1.2.3. Топливо для печей
- •1.3. Топливосжигающие устройства
- •1.3.1. Требования к горелкам, форсункам и их классификация
- •1.4. Расчет нагрева и охлаждения металла
- •1.4.1. Температурные режимы нагрева стальных изделий в печах
- •1.4.2. Анализ решения дифференциального уравнения теплопроводности
- •1.5.Огнеупорные материалы
- •1.5.1. Основные классификационные признаки огнеупорных материалов
- •1.5.2. Огнеупорные изделия
- •1.5.3. Строительные материалы
- •1.5.4. Металлы
- •1.6. Элементы нагревательных печей
- •1.6.1. Фундаменты и футеровка печей
- •1.6.2. Каркасы печей
- •1.6.3. Рамы, заслонки рабочих окон и механизмы подъема заслонок
- •1.7. Теплообменные аппараты
- •1.8. Пламенные нагревательные печи
- •1.8.1. Требования, предъявляемые к печам. Классификация печей
- •1.8.2. Камерные печи с постоянной температурой рабочего пространства
- •1.9. Основы проектирования печей
- •1.9.1. Выбор типа печи
- •1.9.2. Порядок проектирования печей
- •1.9.3. Определение основных размеров печи
- •1.9.4. Эскиз печи
- •1.10.. Определение расхода топлива. Тепловой баланс печи
- •Зависимости необходимы для расчета теплового баланса печи рассмотрены в п.5 - «Тепловой баланс. Определение расхода топлива».
- •2.Задание. Данные для выполнения задания
- •1. Расчет горения топлива.
- •5. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •3. Расчет горения топлива
- •3.1. Расчет горения газообразного топлива.
- •3.1.3 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •3.2. Расчет горения жидкого топлива.
- •3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •3.2.5 Определение температуры горения топлива:
- •4. Расчет времени нагрева заготовки в камерной печи
- •4.1. Выбор температурного режима ковки:
- •4.1.1. Температура начала ковки и конца ковки (tн.К., tк.К.).
- •4.1.2. Температура рабочего пространства печи:
- •4.3. Определение времени нагрева
- •4.3.1. Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:
- •4.3.2. Определение времени нагрева заготовок в печи по справочным данным:
- •4.3.3. Выполнить расчет на эвм, с помощью программы Камерный нагрев
- •5. Определение размеров рабочего пространства печи.
- •6. Выбор кладки. Компоновка печи
- •6.1. Стены
- •6.2 Свод
- •7. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •7.2.3. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива
- •7.3 Уравнение теплового баланса:
- •8. Основные технико-экономические показатели работы печи
- •8.1 Термический кпд:
- •8.4 Удельный расход условного топлива:
- •8.5. Напряженность площади пода:
- •Пример расчета
- •1) Газообразное топливо:
- •2) Жидкое топливо:
- •1.1) Расчет горения жидкого топлива
- •1.2) Расчет горения газообразного топлива
- •1.1 Расчет горения жидкого топлива
- •1.1.1 Рабочий состав топлива:
- •1.1.2. Определение количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива.
- •1.1.3. Определение температуры горения топлива:
- •1.2 Расчет горения газообразного топлива
- •1.2.1. Определение количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива
- •1.2.2 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •1.2.3 Определение температуры горения топлива:
- •2. Расчет времени нагрева заданной заготовки
- •2.1 Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:
- •3. Определение размеров рабочего пространства печи
- •4. Выбор кладки. Компановка печи
- •5. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •5.1. Приходные статьи баланса:
- •5.1.1. Химическая теплота топлива
- •7.3 Уравнение теплового баланса:
- •6. Основные технико-экономические показатели работы печи
- •6.1 Термический кпд:
- •6.4 Удельный расход условного топлива:
- •6.5. Напряженность площади пода:
- •Источники информации
- •4 Казанцев е.И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчета и проектирования. М.: Металлургия, 1975, - 367 с.
1.9.3. Определение основных размеров печи
Размеры рабочего пространства печи должны удовлетворять двум основным требованиям. Длина L и ширина В пода должны обеспечивать заданную производительность печи по нагретому металлу G. Высота рабочего пространства Н должна быть такой чтобы обеспечить полное сгорание топлива и теплообмен между газами и нагреваемыми изделиями или заготовками. Ее следует выбирать также с учетом размещения садки в рабочем пространстве.
Размеры пода зависят главным образом от продолжительности нагрева τ, которую можно определить по зависимостям, приведенным в п.5 – «Определение размеров рабочего пространства печи».
1.9.4. Эскиз печи
На эскизе печи указывают размеры рабочего пространства печи и внешние габаритные размеры, т. е. наносят размеры кладки пода, стен и свода. Толщину печных стенок принимают с учетом строительной прочности и температуры в рабочем пространстве печи. С точки зрения строительной прочности необходимо принимать во внимание высоту вертикальных стен и ширину пролета, перекрываемого арочным сводом, а также его кривизну, характеризуемую центральным углом а.
В зависимости от температуры внутренней поверхности кладки стенки нагревательных печей могут быть выложены из различных материалов. При температуре газов в печи до 1000 °С свод можно выкладывать из шамота классов Б и В, а при более высоких температурах — из кирпича класса А., или динасового. В качестве изоляции стен и сводов можно использовать диатомитовые изделия и засыпку.
В печах периодического действия внутренний слой кладки стен целесообразно выполнять из легковесных огнеупорных материалов, несмотря на их повышенную стоимость. Это позволит снизить расход топлива на разогрев печи до рабочего состояния и сократить продолжительность разогрева.
Правильность выбора толщины стенки контролируют по температуре наружной поверхности стенки. Она не должна превышать 60 °С. Этой температуре соответствует плотность теплового потока во внешнюю среду q, равная 500 Вт/м2.
На эскизе указываются места размещения горелок, каналов для отвода продуктов горения, рабочих и кантовальных окон.
Равномерный нагрев изделий обеспечивается рассредоточенным подводом топлива в печь несколькими горелками или форсунками. Первые должны иметь производительность по природному газу 10—50 м3/ч, а вторые 15—50 кг/ч. Обычно оси горелок или форсунок в камерных и проходных печах, исключая методические, отстоят друг от друга на расстоянии 400—700 мм. Часто между горелками размещают каналы для отвода продуктов горения. В печах с нижними топками расстояние между осями горелок составляет обычно 810 мм.
При составлении эскиза печей с выкатными подами следует предусмотреть интенсивную циркуляцию газов в рабочем пространстве, обеспечивающую омывание газами всех изделий.
1.10.. Определение расхода топлива. Тепловой баланс печи
Расход топлива наиболее точно можно определить на основании расчета теплового баланса, состоящего из двух количественно одинаковых частей: приходной Qпpиx и расходной Qpacx. В соответствии с законом сохранения энергии Qпpиx = Qpacx. В приходную часть входят статьи подвода теплоты с топливом, подогретым воздухом и экзотермическими реакциями, а в расходную — расход ее на нагрев обрабатываемого материала и на потери в окружающую среду.
Перед расчетом теплового баланса необходимо иметь эскиз рассчитываемой печи с размерами кладки, окон и каналов для удаления продуктов сгорания.
Для печей непрерывного действия баланс составляют на 1 с или 1 ч работы печи, а периодического действия — на цикл работы или операцию (отжиг и т. д.).