Федеральное агентство по образованию

Томский Политехнический Университет

Факультет    Машиностроительный

Кафедра     Материаловедение в машиностроении

Группа       4Б32

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по курсу «Перенос энергии. Основы теплотехники»

Руководитель  Овечкин Б.Б.

___ _______________2005 г.

Исполнитель   Хребтова М. Г.

___ _______________2005

Томск 2005

Федеральное агентство по образованию

Томский Политехнический Университет

Кафедра ММС

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой_____________

(подпись)

___ _______________2005г

ЗАДАНИЕ

по курсовому проектированию студентке Хребтовой Марине Геннадьевне

факультета машиностроительного курса 3 группы 4Б32

Тема проекта: спроектировать шахтную печь для нагрева до t 920 С заготовок из стали ШХ 15.

Срок начала проектирования_________________________________________

Срок сдачи студентом законченного проекта ___________________________

Исходные данные к проекту: производительность 500 кг\ч, топливо- мазут, воздух подогревается в рекуператоре до t=500°С.

Содержание расчётно-пояснительной записки:

расчет горения топлива, времени нагрева металла и размеров печи, тепловой баланс печи, расчет топливосжигающих устройств (в данном случае форсунок), воздухоподогревательных устройств (рекуператора) и дымового тракта печи.

Перечень графического материала: камерная печь, топливосжигающие устройства, рекуператор, аксонометрия дымового тракта.

Дата выдачи задания________________________________________________

Руководитель_____________________(подпись)

Задание к исполнению принял___________(дата)

_________________(подпись)

Содержание

1. Расчет горения топлива 4

1.1. Определение расхода воздуха на горение 6

1.2. Составление материального баланса 7

1.3. Определение времени нагрева топлива 7

2. Определение времени нагрева и размеров печи 9

2.1.Определение размеров печи 9

2.2.Определение времени нагрева металла на первом участке 12

2.3.Определение времени нагрева металла на втором участке 13

3. Расчет кладки печи и тепловой баланс печи                                    16

4. Выбор и расчет топливосжигающих устройств (форсунки)           22

5. Расчет воздухоподогревательных устройств (рекуператора) 23

6. Расчет дымоотводящей системы 26

7. Охрана труда и техника безопасности                                              29

Заключение                                                                                               32

Список использованной литературы 33

1. Аналитический расчет горения топлива

Определяется расход воздуха, количество и объемный вес продук­тов горения на единицу топлива и температура горения. Составляется материальный баланс процесса горения топлива и рассчитывается теп­лота сгорания.

Перед началом аналитического расчета необходимо установить коэффициент расхода воздуха. Коэффициент расхода воздуха определяется видом топлива и типом выбранного топливосжигающего устройства. Примем  = 1,25.

Относительный химический недожог, обусловленный неудовлетворительным смешиванием мазута и воздуха, принят . Температура воздуха, поступающая в воздухопровод, равна t = 20 С. Содержание в нем влаги .

1.1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВОЗДУХА НА ГОРЕНИЕ.

Запишем реакции полного горения.

С + О₂ + KN₂ = CO₂ +KN₂+Q₁;

2H₂ + O₂ + KN₂ = 2H₂O + KN₂ + Q_2;

S + O₂ + KN₂ = SO₂ + KN₂ + Q₃.

Определение объема , необходимого для сжигания мазута. ; ;

Определение теоретического расхода воздуха.

; ;

Определение действительного расхода сухого воздуха.

; ;

Определение действительного расхода влажного воздуха.

; ;

Определение объема в дымовых газах.

; ;

Определение объема в дымовых газах.

Определение количества в продуктах сгорания.

;

;

Количество избыточного в продуктах сгорания при .

; ;

Объем водяных паров в продуктах сгорания при .

W_ф (кг) — пар, используемый для распыливания мазута. В данном примере для распыливания мазута применяется воздух, причем расход распылителя входит в , т.е. .

Объем водяных паров в продуктах сгорания при действительном расходе влажного воздуха.

;

;

Объем продуктов сгорания.

; ;

1.2.СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА.

Материальный баланс составляется на 100 кг мазута. Определение для твердого и жидкого топлива производится по формуле Д. И. Менделеева:

Влага топлива:

кг

Воздух сухой:

кг

Влага воздуха:

кг

Итого 1887.644 кг.

кг; кг;

кг; кг;

кг;

кг; кг

Итого 1875.722 кг

Неувязка 11,922

Определение для твердого и жидкого топлива производится по формуле Д. И. Менделеева:

;

.

1.3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА.

Относительный химический недожог, обусловленный неудовлетворительным смешиванием газа и воздуха, принят для данной горелки =2 %.

Отсюда данный недожог будет равен

Физическое тепло, вносимое подогретым воздухом составит:

сухим воздухом — ;

влагой воздуха — ;

Вносится влажным воздухом тепла:

;

Общий приход тепла:

;

что соответствует: =11985.45/14.639=818.734 ккал/м

По известному теплосодержанию и содержанию избытка воздуха

V=18.575%, найдём температуру горения

t=2050˚C

33