Содержание

1. Аннотация………………………………………………………………..стр.2

2. Расчёт горения топлива…………………………………….….……….стр.3

3. Определение размеров печи…………………..……………….……....стр.6

4. Температурный режим и время нагрева металла ……………….…..стр.7

5. Тепловой баланс печи….……………………...…………………….....стр.16

6. Выбор форсунок ..………………….………………………..…..……стр.21

7. Охрана труда……………………………………………….………….стр.22

8. Библиографический список….……….……………….………….......стр.25

9. Приложения……………………….……………….….………............стр.26

Аннотация

В данной работе рассчитывается печь с выкатным подом для нагрева заготовок перед молотом. Размеры заготовок из хромистой стали: ширина b=0,7 м, высота h=0,8 м, длина l=2,5 м.

Начальная температура заготовки конечная температура поверхности ,. Перепад температур по сечению заготовки в конце нагрева Δt^кон=50 ⁰С.

Печь отапливается мазутом следующего состава: =85,00%; =10,86%; =0,21%; =0,25%; =1,3%; =2,3; =0,08%.

Расчёт горения топлива

Начальная температура заготовки t_м^нач=20°С, конечная температура поверхности t_м^кон=1250°С. Перепад температур по сечению заготовки в конце нагрева ∆t^кон=50°С. Печь отапливается мазутом следующего состава: 85,00% C^P; 10,86% H^P; 0,21% N^P; 0,25% O^P; 1,3% S^P; 2,3% W^P; 0,08% А^P

Находим расход кислорода на горение мазута за­данного состава при коэффициенте расхода воздуха n= 1,0 (м³/кг)

Определяем расход сухого воздуха n=1,1 (м³/кг):

k =79/21=3,762

Находим объемы компонентов продуктов сгорания (м³/кг):

Суммарный объем продуктов сгорания равен (м³/кг):

Процентный состав продуктов сгорания:

Находим низшую теплоту сгорания мазута (кДж/кг):

Определяем истинную энтальпию продуктов сгорания (кДж/м³):

зададим температуру t^’_к=2200°С

Определим энтальпию продуктов сгорания при температуре t^’_к 1900(°С) (кДж/м³):

Определим энтальпию продуктов сгорания при температуре t^’’_к =1900(°С) (кДж/м³):

Поскольку i^t’k < i₀<i^t’’k ,то калориметрическая температура горения t_к(°С)

Принимая пирометрический коэффициент равным η_пир=0,8 находим действительную температуру горения

T_действ= η_пир t_к

T_действ=0,8 1816,637=1453,309 C^o

Определение размеров печи

Принимаем расстояние между садкой и боковыми стен­ками, равным 0,5 м, садкой и сводом 1,0 м и садкой и тор­цевыми стенами 0,25 м. Тогда рабочее простран­ство имеет ширину В = 1,7 м, высоту H = 1,75 м и длину L =2,85 м.

Принимаем, что выкатной под, стены и свод печи выполнены из ша­мота толщиной 150 мм и диатомитового кирпича толщиной 300 мм. Тогда наружные размеры печи будут равны: ширина В'=2,6 м; высота Н'=2,2 м и длина L’=3,75 м.

Температурный режим и время нагрева металла

Холодное изделие загружа­ется в холодную печь и нагревается вместе с ней. Изделие является достаточно массивным, поэтому примем, что тем­пературный режим состоит из двух периодов: нагрева и выдержки. В период нагрева температура поверхности из­делия повышается от t™⁴ до f*^OB, температура дымовых газов в печи t_r меняется от 800 °С до t_г^кон=t_м^кон+150=1250+150= 1400°С, температура футеровки равна t_K= 0,5(t_г+t_м)=1325°С

Период нагрева разобьем на три интервала, в преде­лах которых температуру продуктов сгорания будем счи­тать постоянной

В период нагрева тепловая нагрузка печи (расход топ­лива) неизменна. В период выдержки тепловая нагрузка печи снижается так, что температура дымовых газов, металла и футеровки остаются неизменными.

Определяем площадь тепловоспринимающей поверхности металла

F_M = 2bh + 2lh +bl

F_M = 2 0,7 0,75 + 2 2,35 0,75 + 0,7 2,35 = 6,22м²

Площадь внутренней поверхности рабочего пространст­ва печи (за вычетом площади, занятой металлом)

F_K=2BH+2HL+2BL-bl

F_K=2 1,7 1,75 +2 1,75 2,85+2 1,7 2,85-0,7 2,35=23,97м²

Степень развития кладки

ω=F_K/F_M

ω=23,97/6,22 = 3,853

Эффективная длина луча

S_эф=3,6V/F