- •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.
1.6. Элементы нагревательных печей
Все промышленные печи, включая и электрические, практически состоят из одних и тех же элементов: фундамента, каркаса, футеровки (кладки), рабочих окон, рам, заслонок, внутренних металлоконструкций и для транспортирования через печь нагреваемых изделий, устройств для генерации теплоты и различных механизмов.
1.6.1. Фундаменты и футеровка печей
Фундаменты воспринимают и равномерно распределяют нагрузку от печи и металла на грунт, которая часто не превышает 100 кПа. Поэтому обычно расчет фундамента на прочность не проводят.
Футеровкой (кладкой) печи называют защитный слой для различных элементов печи, состоящий из огнеупорных и теплоизоляционных материалов, который должен удовлетворять технологическим и теплотехническим особенностям работы печи. Основными являются требования по термической стойкости и огнеупорности футеровки. Эти и другие свойства материалов, используемых для футеровки печей, рассмотрены в гл. 6.
Футеровку оценивают не только по используемым материалам, но и по качеству изготовления, сроку службы, стоимости, потерям теплоты во внешнюю среду и по другим показателям.
В проекте печи футеровку пода, свода, стен и других элементов рассчитывают и выбирают таким образом, чтобы была обеспечена строительная устойчивость кладки, ее газоплотность и минимальные потери теплоты с целью повышения КПД печи.
Футеровку стен и элементов печи выполняют кирпичной, крупноблочной, панельной (например, из волокнистых материалов), литой — из жаростойких бетонов и набивных масс. Наиболее прогрессивные и эффективные — бетонные и панельные футеровки.
Стены печей футеруют не менее чем в два слоя. Внутренний слой, обрамляющий рабочее пространство печи, выполняют из огнеупорного материала, обладающего необходимыми рабочими свойствами, а наружный — теплоизоляционный, отличается низкой теплопроводностью и невысокой плотностью.
Размеры кладки в каждом конкретном случае определяют исходя из технико-экономических соображений или на основе практических данных. Во всех случаях следует принять за правило, что толщина огнеупорного слоя кладки должна быть минимальной, с обязательным подбором эффективной теплоизоляции. Минимальная толщина облицовки должна определяться предельно допустимой температурой на стыке огнеупорного и теплоизоляционного слоев, а также строительной прочностью огнеупорного слоя.
1.6.2. Каркасы печей
Для предохранения кладки печи от разрушения при тепловом расширении необходимо скреплять ее прочным каркасом, который возводят обычно на фундаменте. Каркасы в зависимости от их конструкции бывают с гибкими или жесткими связями и каркасы-кожухи для обеспечения большей герметичности рабочего пространства. В последнем случае по наружной поверхности стен размещают стальные листы, образующие кожух.
1.6.3. Рамы, заслонки рабочих окон и механизмы подъема заслонок
Любая печь имеет рабочие окна для загрузки и выгрузки изделий. Оконный проем перекрывают арками в один или два слоя (оката).
Окна закрывают заслонками, которые всегда имеют большую массу. Чтобы не повредить кладку при подъеме заслонки снаружи оконного проема устанавливают рамы, имеющие наклон к вертикали 4—5°, что обеспечивает плотное прилегание заслонки к раме. Рамы изготовляют литыми из чугуна или сварными. Последние могут быть и водоохлаждаемыми.