Национальный Исследовательский Технологический Университет

МИСиС

Кафедра ТЭМП

Курсовая работа по курсу:

«Теплотехника»

Тема:

«Расчёт секционной печи для нагрева труб»

Вариант 18

выполнила студентка

группы Т6-09-2

Мелентьева Л.

Москва 2012

Содержание

Y

Описание секционной печи. 2

1.1.Общие характеристики секционных печей. 2

1.2.Особенности теплопередачи. 2

1.3.Особенности расчета нагрева металла. 2

Расчёт теплообмена в рабочем пространстве печи 4

Расчёт нагрева труб в секции 4

Расчёт горения топлива 6

Тепловой баланс печи 10

Основные размеры и параметры печи 15

Выбор типа и мощности горелок 16

Вывод 17

Описание секционной печи.

1. Общие характеристики секционных печей.

Секционные печи скоростного нагрева применяют для нагрева больших партий однородного сортамента трубной заготовки и труб диаметром до 200 мм и длиной не менее 2,5—3 м. Иногда в этих печах нагревают квадратную заготовку небольших размеров.

Секционные печи (рис. 3.1) состоят из установленных в одну линию отапливаемых камер. (секций) и расположенных между ними неотапливаемых тамбуров, в которых находятся транспортирующие ролики. Ролики косо расположены, что обеспечивает непрерывное вращение заготовки во время нагрева. Заготовки можно перемещать в печи в один, два или три ряда (ручья). Каждая секция имеет самостоятельное отопление и дымоотбор; несколько секций объединяют в общую систему регулирования (зону). Длина секции 1,5— 1,75 м, поперечные размеры на 0,4—0,6 м больше поперечных размеров нагреваемой заготовки длина неотапливаемого тамбура 0,35—0,5 м.

2. Особенности теплопередачи.

Ввиду небольшой длины температура продуктов сгорания и кладки в каждой секции является примерно постоянной. В целом по печи температура в первых по ходу металла секциях может повышаться от секции к секции, а в последних перед выдачей секциях может быть несколько ниже. Для осуществления скоростного нагрева в секционных печах поддерживают более высокую разность температур между рабочим пространством печи и нагреваемой заготовкой, чем в других печах. Нагрев происходит в основном излучением, однако благодаря небольшому объему рабочего пространства продукты сгорания, вылетающие из горелок, сохраняют высокие скорости. Кроме того, их направляют или прямо на заготовку, или по касательной к ней, создавая вокруг нее вращающийся с высокой скоростью поток газов. Поэтому конвекция в секционных печах играет существенную роль и ее необходимо учитывать при расчете.

3. Особенности расчета нагрева металла.

При расчете нагрева металла в секционной печи каждая секция является расчетным участ­ком. Температуру продуктов сгорания и кладки в секции считают постоянной. Расстояние от нагреваемого металла до кладки в секционных печах невелико, поэтому при расчете газовый слой в секциях считают лучепрозрачным. Нагрев рассчитывают только излучением кладки. В результате вращения заготовок во время транспортировки обеспечивается их всесторонний нагрев. При всестороннем нагреве и небольшой толщине нагреваемых заготовок они являются теплотехнически тонкими телами.

Таким образом, расчетная схема нагрева заготовок в секционной печи — всесторонний нагрев тонкого тела при постоянной температуре окружающей среды.Особенностью нагрева металла в секционных печах является то, что между секциями он попадает в неотапливаемые тамбуры. Тепло попадает в тамбур с горячим металлом, а также излучением из секции, а теряется через ролик и стенки тамбура. В зависимости от соотношения поступающего и теряемого тепла заготовка в тамбуре может нагреваться или остывать.