ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МОСКВОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ»

ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ, ЭКОЛОГИИ И КАЧЕСТВА

КАФЕДРА ТЕПЛОФИЗИКИ И ЭКОЛОГИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕПЛОТЕХНИКА»

ТЕМА: РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОПИЛЬНИКА РАСПЛАВА

Работу выполнил:

Абдуназаров ДЖ.О.

студент группы МЦМ – 05-3

Работу принял:

Сборщиков Г.С.

МОСКВА 2008

Содержание

1. Задание……………………………………………………………………3

2. Конструирование ограждений печи……………………………………4

0. Расчет вертикальной стены над уровнем расплава…………………4

1. Расчет вертикальной стены под уровнем расплава…………………6

3. Расчет свода………………………………………………………………8

4. Расчет подины……………………………………………………………10

5. Расчет теплового баланса и определение расхода топлива…………..12

6. Расчет топливосжигательного устройства……………………………..14

7. Заключение……………………………………………………………….17

8. Список литературы……………………………………………………….18

1.Задание № 13

Ширина копильника А = 8576 мм

Длина копильника В = 27345 мм

Высота копильника Н = 3380 мм

Высота уровня расплава h = 1078 мм

Свод печи – подвесной

Температура продуктов сгорания = 1617

Температура отходящих газов = 1326

Температура расплава на поверхности – = 1173

Основность расплава О = 1,3

Падение температуры расплава по глубине =105 град./м

Температура наружной стенки под уровнем расплава t_ст.1= 70

Температура наружной стенки над уровнем расплава t_ст.2 = 90

Температура наружной поверхности свода t_св.= 250

Температура наружной поверхности подины t_под.= 110

Температура окружающей среды t_о.с.= 20

2. Конструирование ограждений печи.

2.1. Расчет вертикальной стены над уровнем расплава

Так как длина копильника 27345 мм, то для того, чтобы обеспечить прогрев всего пространства печи, необходимо установить горелки типа высокого давления с двойным распыливанием, для которых значение коэффициента расхода воздуха равно n=1,25. В этом случае газовая среда внутри копильника является кислой. Исходя из этого и того, что рабочий слой в этой зоне имеет температуру внутренней поверхности и работает без теплосмен, определяем его материал. По табл.3.7[1] выбираем периклазохромитовый огнеупор и по прил.13[1] определяем его рабочие свойства: температуру начала деформации под нагрузкой , коэффициент теплопроводности и предельную рабочую температуру

По таблице 3.14 [1] выбираю толщину рабочего слоя: .

В соответствии с условием температура наружной поверхности стенки над уровнем расплава не должна превышать 90ºС. По таблице 3.13 [1] определяем плотность теплового потока от наружной поверхности верхней части стен:

при ;

Определяем температуру наружной поверхности рабочего слоя Т₁ огнеупора, приняв температуру внутренней поверхности

Для определения задаем приближенное значение

;

Тогда

Определяем уточненное значение

Сопоставляем расчетное значение с принятым значением :

Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив :

Сопоставляем последующее приближение с предыдущим :

Окончательно принимаем:

Приступаем к конструированию теплоизоляции ограждения, принимая предварительное решение выполнить ее двухслойной, предусмотрев в качестве материала второго слоя огнеупор-легковес и третьего слоя – теплоизоляционный материал. По приложению 14 [1] с учетом таблицы 3.10 [1], принимаем к установке во втором слое шамотный легковес ШКЛ–1,0 со следующими рабочими свойствами:

В качестве теплоизоляционного материала для третьего слоя по приложению 14 [1] выбираем шамотный ультралегковес ШЛ-0,4 со следующими рабочими свойствами:

Принимаем температуру на внешней границе второго слоя :

;

Толщина второго слоя δ₂ легковеса:

Так как полученная величина 0,3 не кратна значению 0,23, то выбираем толщину второго слоя: . Уточняем температуру на внешней границе второго слоя:

Окончательно получаем:

;

Определяем толщину третьего слоя

Принимаем толщину третьего слоя и находим температуру на его наружной поверхности:

Для обеспечения заданной температуры наружной поверхности стен необходимо выложить четвертый слой ограждения. По приложению 15[1] воспользуемся асбузурит мастичный со следующими рабочими свойствами:

По формуле определяем толщину четвертого слоя:

Проверяем правильность расчета, определяя значение плотности теплового потока, переносимого через сконструированную многослойную стенку в окружающую среду:

;

Проверяем степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

Суммарная толщина вертикальной стены над уровнем расплава: