МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра теплоенергетики

Методичні матеріали

до практичних занять

з дисципліни: «Основи конструювання»

для студентів денної форми навчання

напряму 6.050601 «Теплоенергетика»

ЗАТВЕРДЖЕНО:

Редакційно-видавничою секцією

науково-методичної Ради ДДТУ

протокол № 9 від « 03 » червня 2010р.

Дніпродзержинськ

2010

Розповсюдження і тиражування без офіційного дозволу Дніпродзержинського державного технічного університету заборонено.

Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Основи конструювання» для студентів денної форми навчання за напрямом 6.050601 – «Теплоенергетика» /Укл. Н.В. Сліпченко – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 2010. – 32 с.

Укладач Н.В. Сліпченко, асистент

Відповідальний за випуск М.І.Яловий, д-р техн. наук, професор

Рецензент І.С. Долгополов, канд. техн. наук, доцент

/Дніпродзержинський державний технічний університет/

Затверджено

на засіданні кафедри теплоенергетики

/протокол № 16 від « 21 » травня 2010р.

У методичних вказівках до практичних занять розглянуто питання пов’язані з конструюванням огороджень теплових агрегатів; вивчаються розрахунки трубопроводів і лежаків та оболонок судин, що працюють під тиском. Наведено варіанти індивідуальних завдань, приклади розв’язання задач, а також усі довідкові матеріали необхідні для виконання обчислень.

Зміст

Стор.

1. Особливості конструювання огороджень теплових агрегатів………………..4

1.1 Методика конструктивного розрахунку огородження……………….6

1.2 Приклад конструктивного розрахунку огородження..………………..7

1.3 Методика перевірочного розрахунку огородження…….…………...13

2. Визначення розмірів робочої камери нагрівальних і термічних печей……..14

3. Визначення розмірів трубопроводів і лежаків………………………………..14

4. Розрахунки економічних показників роботи теплових агрегатів…………....15

5. Розрахунок обичайки апарату, що працює під тиском……………….……....16

Перелік посилань…………………………………………………………………..19

Додатки……………………………………………………………………………..20

1. Особливості конструювання огороджень теплових агрегатів

Огородженням називають конструктивну частину установки, призначену для відділення високотемпературної зони вогнетехнічної установки від навколишнього середовища. Неодмінною частиною огородження є вогнетривкий прошарок, що працює при високих температурах і повинен протистояти руйнуючим впливам з боку робочого простору.

Найпростішим огородженням є одношарова вогнетривка конструкція, яку називають футеровкою. У футеровці усі функції – обмеження теплових втрат, забезпечення стійкості й газощільності – виконує вогнетрив.

Часто огородження вогнетехнічної установки виконують багатошаровими з диференціацією функцій кожного прошарку – у вигляді обмурівок. Обмурівкою називають сукупність вогнетривкого, теплоізоляційного й ущільнюючого прошарків в єдиній конструкції огородження.

Тепловий розрахунок обмурівки проводять як при конструюванні нових установок, так і при перевірочному розрахунку існуючих.

Густина теплового потоку, Вт/м² , від зовнішньої поверхні обмурівки в навколишнє середовище однозначно пов’язана з температурою зовнішньої поверхні :

, (1.1)

де – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м²∙^оС), від зовнішньої поверхні стінки в навколишнє середовище враховує променисту та конвективну складові і для вертикальної стінки, поду і склепіння виражений апроксимаційною формулою:

_нар = а_о + а₁(t_нар – 30) – а₂(t_нар – 30)² + а₃(t_нар – 30)³ , (1.2.)

що є справедливою для t_нар = 25÷210 ^оС;

Нижче у таблиці 1.1 наведені коефіцієнти багаточлена (1.2).

Тип поверхні, що віддає тепло	а0	а1103	а2104	а 3106
Вертикальна стінка	9,5	98,15	4,74	1,74
Склепіння	9,7	100	4,43	1,35
Під	9,3	91,5	3,88	1,37

Таблиця 1.1 – Коефіцієнти у формулі для розрахунку _нар при різній орієнтації

огороджень у просторі

Густина теплового потоку, Вт/м² , крізь плоску багатошарову стінку:

, (1.3)

де – температура внутрішньої (гарячої) поверхні огородження, ºС;

– температура зовнішньої (холодної) поверхні огородження, ºС;

– сума теплових опорів прошарків обмурівки, (м²∙ºС)/Вт, розраховується як: де - товщина і-го прошарку обмурівки, м ; – коефіцієнт теплопровідності і-го прошарку обмурівки, Вт/(м∙^оС); Температура на межах між прошарками обмурівки (рис.1.1)

та (1.4)

При стаціонарному тепловому режимі .

На рисунку 1.1 наведено схему плоскої тришарової стінки при стаціонарному тепловому стані. Червоним кольором позначено перепад температур по товщині стінки.

ЗАВДАННЯ 1. Виконати конструктивний розрахунок огородження за вихідних даних, наведених в Додатку Б.

1 – ефективна теплова ізоляція; 2 – легковаг; 3 – вогнетрив

Рисунок 1. Схема плоскої тришарової стіни при стаціонарному тепловому стані