Образец выполнения

Данные

Печь термическая

1 Расход воздуха, объем воздуха:

2 Объем продуктов сгорания:

3 Состав продуктов сгорания: , ,

,

4 Температура радиационных труб:

5 Производительность печи:

№ варианта	, Дж/м3	С0	С0	С0	С0	Размеры рабочего пространства печи, м
1	2	3	4	5	6	7
25	33500	10	780	1020	300	1,4×8×0,8

3. Составление приходной части баланса.

1. Определение химической теплоты горения топлива, Вт.

, где Q - низшая теплота горения топлива, дж/кг;

В – расход топлива (определяемая величина), кг/сек; м³/сек.

2. Определение количества физической теплоты, вносимой подогретым воздухом, Вт

, где

L _n – расход воздуха при коэффициенте избытка воздуха на единицу топлива, м³/кг,

– теплосодержание 1 м³ воздуха при температуре подогрева воздуха.

3. Определение количества физической теплоты, вносимой подогретым топливом, Вт

, где

С _т – средняя удельная теплоемкость топлива, Дж/м³ К^о или Дж/кг К^о,

t_т – температура твердого или жидкого топлива, К^о.

Можно принять следующие значения средней теплопроводности для каменного угля 2,37 Дж/кг К^о, а для мазута – 2,08 Дж/кг К^о.

4. Определение количества химической теплоты окисления металла.

, где

- знак, указывающий на необходимость учета всех окисленных элементов

металла;

т _м – количество каждого окисленного элемента металла, кг/с,

q_м – тепловой эффект окисления каждого элемента металла, к Дж/кг

Химическая теплота окисления металла образуется в результате реакции шлакообразований, идущих с выделением теплоты. Для вагранок она составляет до 5%, конверторов – до 50% от всего прихода тепла. В нагревательных печах – в результате окисления.

4. Составление расходной части баланса.

2.1 Определение количества полезной теплоты, идущей на нагрев и плавление

материала, Вт.

Q_пол = С _т (t - t ) П, где

П = производительность печи, кг/с

t ; t – конечная и начальная температура металла, С^о

С _т – средняя удельная теплоемкость материала в интервале температур t - t

2.2 Определение потерь тепла, уносимого шлаками, Вт

Q _шлак = С _шлак t _шлак т _шлак, где

С _шлак – средняя удельная теплоемкость шлака, Дж/ (кг К^о)

t _шлак – температура шлака, С^о,(на 100 – 150 градусов выше температуры металла)

т _шлак – масса шлака, составляющая 10% – 12% от массы металлической завалки.

3. Определение потерь тепла на нагревание и разложение известняка, Вт.

, где т _изв. – количество разложенного известняка, кг/с.

2.4 Определение потерь теплоты с уходящими продуктами горения топлива, Вт.

Q _п.г. = С _п.г. t _п.г. V _п.г. В, где

С _п.г. – удельная теплоемкость продуктов горения, Дж/ (м³ К^о);

t _п.г. - температура продуктов горения, С^о;

V _п.г. – количество продуктов горения, полученных при сжигании единицы

топлива, м³/кг.

2.5 Определение потерь тепла вследствие химической неполноты горения топлива. В

дыму присутствуют продукты недожога топлива: СО и Н₂, что приводит к потери тепла.

Q _х.г. = (127 СО + 108 Н₂) V _п.г. В, где

СО, Н₂ – процентное содержание продуктов недожога в продуктах горения (до 1% от объема продуктов горения).

2.6 Определение потерь тепла кладкой теплопроводностью в окружающую среду, Вт.

Q _клад. = k F _клад. (t_печи – t _воз), где

k – коэффициент теплопередачи от печного пространства в окружающий воздух

через стенку, Вт/ (м² К^о);

F _клад – площадь поверхности кладки, м²;

t_печи – температура внутреннего пространства печи, С^о.

t_воз - температура окружающего воздуха, С^о.

7. Определение потерь теплоты излучением через окна и отверстия, Вт.

, где

τ - доля времени, в течении которого открыто окно.

При постоянно открытом окне τ = 1.

С _о – коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вт/ м ² К ⁴

F _окна – площадь окон, м²

Ф – коэффициент диафрагмирования, зависящий от толщины стен и конфигурации

окна (0,5 – 0,8).

7. Определение потерь тепла на нагрев транспортирующих устройств, Вт.

, где

С _транс - средняя удельная теплоемкость материала транспортирующих устройств

в интервале температур t - t , Дж/(кг К),

t , t - конечная и начальная температуры транспортирующих

устройств, С ^о

т _транс – масса транспортирующих устройств, кг.

7. Определение потерь тепла с охлаждающей водой, Вт.

, где

С _вод – удельная теплоемкость воды в интервале

температур (t - t ), кДж/(кг К)

t t - конечная и начальная температуры воды, С^о.

т _вод – расход охлаждающей воды, кг/с.

7. Определение неучтенных потерь. Их обычно принимают равными 10 – 15% от суммы всех потерь теплоты, за исключением полезно затраченной.

Примечание: Для электрических печей учитывают теплоту, подаваемую от

электросети и не учитывают расход теплоты с продуктами горения.

3. Составление уравнения теплового баланса.

Решив уравнение теплового баланса,

определим необходимое количество топлива В, кг/с.

Примечание: При составлении уравнения теплового баланса следует учитывать

размерность величин, определяющих количество теплоты. Помнить,

что тепловой баланс составляется на период или единицу времени.

3. Составление таблицы теплового баланса.

Статьи прихода	Единица измерения	%	Статьи расхода	Единица измерения	%
1	2	3	4	5	6
Химическая теплота горения топлива			Полезная теплота для нагрева или плавки металла	Qпол
Физическая теплота подогретого воздуха			Теплота, уносимая шлаками
Физическая теплота подогретого топлива			Теплота, затрачиваемая на разложение известняка
Химическая теплота экзотермической реакции			Теплота, уходящая с продуктами горения Потери теплоты на химический недожог топлива Потери тепла кладкой Потери тепла излучением Теплота, затраченная на нагрев транспортных устройств Потери тепла с охлаждением воды	Qп.г. Q х.г. Q клад.
ВСЕГО	Q приход	100	ВСЕГО	Q расход	100

5. Неувязка баланса должна составлять не более одного процента.

Q приход - Q расход	×	100%	≤	1%
Q приход