- •Аннотация
- •1. Расчёт горения топлива.
- •2. Расчёт нагрева металла.
- •2.1 Расчёт основных размеров рабочей камеры, параметров теплообмена и времени нагрева.
- •2.2 Методическая зона.
- •2.4 Томильная зона.
- •2.5 Расчёт длины рабочего пода.
- •3. Тепловой баланс методической печи.
- •Температура, оС
- •Толщина стенки, мм
- •4. Выбор горелочных устройств
- •5. Расчет газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей
- •5.1 Определение размеров газопровода
- •5.2 Расчет газового тракта
- •5.3 Расчёт дымового тракта
- •Библиографический список.
4. Выбор горелочных устройств
Для данной методической печи используем горелки типа “труба в трубе”.
Примем следующее распределение тепла по зонам печи [8]:
- томильная зона – 20%;
- сварочная зона:
- верхняя – 35%;
- нижняя – 45%;
Число горелок в каждой зоне:
где Sг – шаг горелок [8], м;
k – число рядов горелок.
Расчет ведем для наиболее отдаленной горелки – в нижней сварочной зоне. Из расхода топлива определим количество топлива,необходимого для этой зоны:
Пропускная способность одной горелки по газу:
.
Давление газа перед горелкой принимаем 4 кПа, для воздуха – 1,2 кПа.
Нижняя сварочная зона.
Теплота сгорания топлива: QнP=8475 кДж/м3.
Газ холодный: ГО=1,0 кг/м3.
Температура подогрева воздуха: tВ=400С.
Удельный расход воздуха: VВ=2,134 м3/м3.
Расход воздуха на горелку:
Расчётный расход воздуха при подогреве его до 400оС:
где kt=1,52 – поправка на температуру, определяется по рис.6 [8].
По рис.3а [8], по расчётному расходу воздуха и давлению перед горелкой 1,2 кПа определяем тип горелок: ДВС-150.
Расчётный расход газа:
где kt – определяется из рис.6 [8];
kp=1,0 кг/м3 – определяется из рис.7 [8].
При давлении 4 кПа и расчётном расходе газа VГрас=0,205 м3/с диаметр газового сопла – dГ =57 мм.
Проверим скорости в характерных сечениях горелки. По рис.8[8] найдём скорости Wг20=70 м/с и воздуха– Wв20=22 м/c на выходе из горелки при t=20 оС.
Действительные скорости сред:
Отношение скоростей:
Отношение скоростей находится в пределах допустимого [8]. По табл.4 [8] определяем размеры горелки ДВС-150/60
Скорость газовой смеси на выходе из носика горелки:
Скорости движения сред в подводящих трубопроводах:
Горелка типа ДВС-150/60 изображена на рис.5.
Рис.5. Горелка типа «труба в трубе» большой тепловой мощности для газов с низкой теплотой сгорания.
5. Расчет газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей
5.1 Определение размеров газопровода
Рис.6.Схема газового тракта методической нагревательной печи.
Участок 1диаметромd1и длинойl1соединяет каждую горелку с раздаточным коллектором.
l1= 5,5 м – газопровод;
Задаемся рациональной скоростью движения газа: Г1=15 м/с;
Площадь проходного сечения трубы::
;
Отсюда диаметр трубы:
= 148 мм .
мм.
1) мм;мм;dвн=142 мм.
м/с.
2) мм;мм;мм.
м/с.
Принимаем мм,м/с.
Участок 2(зонный коллектор) диаметромd2и длинойl2обеспечивает равномерное распределение газа на группу горелок данной зоны отопления.
Длина l2=Bn=9,7 м.
Задаемся рациональной скоростью движения газа: Г2=15 м/с;
Площадь проходного сечения трубы:
,
где V2=BБ0,45=1,8432 м3/с.
Отсюда диаметр трубы:
;
= 442 мм.
мм.
1) мм;мм;мм.
м/с.
2) мм;мм;мм.
м/с.
Принимаем мм,м/с.
Участок 3диаметромd3и длинойl3 соединяет зонный коллектор с печным. На нем размещают дроссельный клапан для плавного регулирования расхода газа на группу горелок зоны и измерительную диафрагму для контроля расхода газа на зону отопления.
l3=10,5 м;d3=d2 =0,468 м;м/с.
Участок 4диаметромd4и длинойl4обеспечивает подвод газа к печи из цехового газопровода и раздачу его по зонам коллектора.
Общая длина l4= 40 м.
Площадь проходного сечения трубы:
,
где ;
Отсюда диаметр трубы:
;
= 659 мм.
мм.
1) мм;мм;мм.
м/с.
2) мм;мм;мм.
м/с.
Принимаем мм,м/с.