
- •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.
7.3 Уравнение теплового баланса:
Определив приходные и расходные статьи баланса составим уравнение теплового баланса
Решаем уравнение и находим B – расход топлива [кг/с]:
Вычисляем
значения отдельных статей баланса (
,
,
,
),
связанных с расходом топлива В.
Полученные результаты записываем в таблицу:
Статьи прихода теплоты |
Числовое значение |
Статьи расхода теплоты |
Числовое значение |
||
кВт |
% |
кВт |
% |
||
Химическая теплота топлива Физическая теплота воздуха Теплота экзотермической реакции |
|
|
На нагрев стали С дымовыми газами С химическим недожогом Потери через кладку, открытое окно и прочие потери
|
|
|
Всего: |
|
|
Всего: |
|
|
8. Основные технико-экономические показатели работы печи
8.1 Термический кпд:
8.2 Эффективный КПД – показывает эффективность использования
топлива:
8.3 Удельный расход топлива (на нагрев 1кг (т) металла):
,
где
B
– расход топлива [кг/ч]:
8.4 Удельный расход условного топлива:
,
где B
– расход топлива [кг/ч]:
8.5. Напряженность площади пода:
Приложение 1
Удельный вес некоторых сталей
Марка стали |
Удельный вес при средней температуре ρср, |
Удельный вес при температуре 20 0С ρ, |
Сталь 08кп |
7602 |
7871 |
Сталь 08 |
7602 |
7871 |
Сталь 20 |
7600 |
7859 |
Сталь 15 |
7584 |
7850 |
Сталь У8 |
7852 |
7839 |
Сталь У12 |
7565 |
7830 |
Сталь 20ХН3 |
7597 |
7850 |
Сталь 20ХМ |
7622 |
7850 |
Сталь Х6М |
7605 |
7750 |
Сталь 30 |
7549 |
7850 |
Сталь 30ХГС |
7584 |
7850 |
Сталь 30Х |
7506 |
7820 |
Сталь 40ХН |
7516 |
7820 |
Сталь 15ХМ |
7622 |
7850 |
Сталь 40Х |
7650 |
7850 |
Сталь 30Х13 |
7460 |
7670 |
Сталь 20Х13 |
7450 |
7670 |
Сталь 10кп |
7594 |
7856 |
Сталь 35 |
7549 |
7826 |
Сталь 3Х13 |
7442 |
7648 |
Сталь 30ХН3 |
7600 |
7850 |
Сталь 15кп |
7584 |
7850 |
Приложение 2
Средняя удельная теплоёмкость некоторых сталей
Марка стали |
Средняя удельная теплоёмкость |
Сталь 08кп |
695 |
Сталь 08 |
695 |
Сталь 20 |
695 |
Сталь 15 |
708 |
Сталь У8 |
703 |
Сталь У12 |
699 |
Сталь 20ХН3 |
703 |
Сталь 20ХМ |
688 |
Сталь Х6М |
699 |
Сталь 30 |
699 |
Сталь 30ХГС |
693 |
Сталь 30Х |
678 |
Сталь 40ХН |
680 |
Сталь 15ХМ |
688 |
Сталь 40Х |
684 |
Сталь 30Х13 |
682 |
Сталь 20Х13 |
659 |
Сталь 10кп |
687 |
Сталь 35 |
699 |
Сталь 3Х13 |
691 |
Сталь 30ХН3 |
687 |
Сталь 15кп |
708 |
Приложение 3
Таблица 1 - Варианты заданий
№ Варианта |
Топливо |
Размеры заготовки |
Производительность,
|
||||||
Вид |
Состав |
Воздуха t, оС |
Коэффициент избытка воздуха, α |
Материал |
Диаметр, мм |
Длина, мм |
|||
1 |
Природный газ |
СН4=94,4% СО2=0,6% N2=5% |
20 |
1,05 |
Сталь 08кп |
45 |
140 |
220 |
|
2 |
Природный газ |
СН4=85,0% С2Н6=2,8% С4Н10=1,2% СО2=11% |
300 |
1,05 |
Сталь 08 |
65 |
130 |
120 |
|
3 |
Природныйй газ |
СН4=86,0% С2Н6=3% С4Н10=1% СО2=10% |
300 |
1,05 |
Сталь 08 |
65 |
130 |
120 |
|
4 |
Природный газ |
СН4=75,7% С2Н6=21,3% С3Н8=1,4% С4Н10=1,6% |
300 |
1,04 |
Сталь 20 |
75 |
150 |
100 |
|
5 |
Мазут 80 |
СГ=87,6% НГ=10,6% SГ=0,8% (О2+N2)Г=1% АР=0,2% WР=5% |
300 |
1,25 |
Сталь 15 |
85 |
115 |
80 |
|
6 |
Мазут сернистый |
СГ=85% НГ=11,8% SГ=2,3% (О2+N2)Г=0,9% АР=0,15% WР=2% |
250 |
1,22 |
Сталь У8 |
105 |
120 |
90 |
|
7 |
Смола каменоуглевая |
СГ=90% НГ=7% SГ=1% (О2+N2)Г=2% АР=1% WР=5% |
300 |
1,2 |
Сталь У12 |
95 |
150 |
110 |
|
|
Продолжение таблицы – 1
|
|
|
|
|
|
|||
8 |
Смола буроугольная |
СГ=83% НГ=7% SГ=2% (О2+N2)Г=8% АР=1% WР=5% |
20 |
1,24 |
Сталь 20ХН3 |
75 |
100 |
150 |
|
9 |
Природный газ |
СН4=95,7% СО2=0,1% N2=4,2% |
300 |
1,05 |
Сталь 20ХМ |
95 |
110 |
110 |
|
10 |
Газообразное |
СН4=60% N2=40% |
20 |
1,05 |
Сталь Х6М |
40 |
300 |
120 |
|
11 |
Природный газ |
СН4=88,0% С2Н6=0,2% СО2=0,1% N2=11,7% |
300 |
1,05 |
Сталь 20 |
120 |
250 |
120 |
|
12 |
Мазут |
СГ=87,2% НГ=11,7% SГ=0,5% (О2+N2)Г=0,6% АР=0,1% WР=2% |
250 |
1,2 |
Сталь 30ХН3 |
100 |
200 |
100 |
|
13 |
Мазут 60 |
СГ=86,6% НГ=10,7% SГ=0,7% (О2+N2)Г=2% АР=0,2% WР=6% |
300 |
1,2 |
Сталь 30 |
115 |
90 |
100 |
|
14 |
Мазут 60 |
СГ=87,6% НГ=10,7% SГ=0,7% (О2+N2)Г=1% АР=0,2% WР=3% |
250 |
1,2 |
Сталь 30ХГС |
120 |
100 |
100 |
|
15 |
Мазут 80 |
СГ=87,6% НГ=10,6% SГ=0,8% (О2+N2)Г=1% АР=0,2% WР=3% |
200 |
1,25 |
Сталь 30Х |
80 |
120 |
100 |
|
16 |
Мазут сернистый |
СГ=85% НГ=11,8% SГ=2,3% (О2+N2)Г=0,9% АР=0,15% WР=2% |
300 |
1,22 |
Сталь 40ХН |
60 |
140 |
90 |
|
|
Продолжение таблицы – 1
|
|
|
|
|
|
|||
17 |
Сланцевое масло |
СГ=88,08% НГ=7,66% (О2+N2)Г=4,26% АР=1% WР=3% |
250 |
1,21 |
Сталь 15ХМ |
100 |
200 |
80 |
|
18 |
Смола буроугольная |
СГ=83% НГ=7% SГ=2% (О2+N2)Г=8% АР=1% WР=5% |
300 |
1,24 |
Сталь 40Х |
70 |
140 |
130 |
|
19 |
Природный газ |
СН4=95,0% С2Н6=0,2% СО2=0,1% N2=4,7% |
30 |
1,05 |
Сталь 20 |
120 |
150 |
120 |
|
20 |
Мазут сернистый |
СГ=85% НГ=11,8% SГ=2,3% (О2+N2)Г=0,9% АР=0,15% WР=2% |
20 |
1,22 |
Сталь 30Х13 |
50 |
300 |
140 |
|
21 |
Сланцевое масло |
СГ=88% НГ=7,6% (О2+N2)Г=4,4% АР=1% WР=3% |
300 |
1,21 |
Сталь 20Х13 |
40 |
200 |
200 |
|
22 |
Природный газ |
СН4=95,7% СО2=0,1% N2=4,2% |
40 |
1,05 |
Сталь 30Х |
80 |
120 |
50 |
|
23 |
Смола каменоуглевая |
СГ=90% НГ=7% SГ=1% (О2+N2)Г=2% АР=1% WР=5% |
300 |
1,2 |
Сталь У8 |
95 |
150 |
115 |
|
24 |
Природный газ |
СН4=88% С2Н6=0,2% СО2=0,1% N2=11,7% |
300 |
1,1 |
Сталь 10кп |
110 |
210 |
200 |
|
25 |
Природный газ |
СН4=98% СО2=0,2% N2=1,8% |
10 |
1,05 |
Сталь 35 |
30 |
200 |
400 |
|
26 |
Мазут сернистый |
СГ=85% НГ=11,8% SГ=2,3% (О2+N2)Г=0,9% АР=0,15% WР=4% |
20 |
1,18 |
Сталь 3Х13 |
50 |
300 |
140 |
|
Конец таблицы – 1
|
|||||||||
27 |
Природный газ |
СН4=94,4% СО2=0,6% N2=5% |
20 |
1,05 |
Сталь 30ХН3 |
100 |
200 |
100 |
|
28 |
Природный газ |
СН4=85,7% С2Н6=11,3% С2Н8=1,4% С4Н10=1,6% |
20 |
1,04 |
Сталь 20 |
95 |
150 |
90 |
|
29 |
Газообразное |
СН4=80% N2=20% |
20 |
1,05 |
Сталь 30 |
50 |
250 |
120 |
|
30 |
Газообразное |
СН4=70% N2=30% |
20 |
1,05 |
Сталь Х6М |
55 |
300 |
100 |
Приложение 4