1.4 Расчёт подины.

1.4.1 Расчёт 1-го огнеупорного слоя.

Так как основность расплава О=1,7 по приложению 13 и табл. 3.7 [1] хромитопериклазовый огнеупор (ГОСТ 5381-93) со следующими рабочими свойствами: Т_пр=1700ºС, λ=2,04-38,4*10^-5T Вт/мК.

Принимаем толщину 1-го слоя: δ₁=0,46 м

По таблице 13 [1] определяем плотность теплового потока через под: Вт/м²

Рассчитаем температуру расплава на дне ванны: Т_рд=Т_рп-h*Пад.темп.=1093-0,838*105=1005,01 ^оС;

Предварительно принимаем тем-ру наружного слоя: Т’₁=0,8*Т_рд=0,8*1005,01=804,01 ^оС;

Рассчитаем коэффициент теплопроводности 1-го слоя:

Температура наружной поверхности 1-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Уточняем коэффициент теплопроводности 1-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 1-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Окончательно получаем:

Принимаем: Т₁=646,27 ⁰С, δ₂=0,46 м, λ₃=1,72 Вт/мК.

1.4.2 Расчёт 2-го огнеупорного слоя.

В качестве 2-го огнеупорного слоя по таблице 3.10 и приложению 13 [1] выбираем шамотный огнеупор ШВ (ГОСТ 390-83) со следующими рабочими свойствами: λ=0,84+58*10^-5*T Вт/мК, Т_пр=1250-1400 ^оС.

Принимаем толщину слоя шамота: δ₂=0,325 м (5 кирпичей на плашку).

Задаём температуру Т₂=500 ^оС;

Рассчитаем коэффициент теплопроводности 2-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 2-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Уточняем коэффициент теплопроводности 2-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 2-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Уточняем коэффициент теплопроводности 2-го слоя:

Уточняем температуру наружной поверхности 2-го слоя:

Относительная погрешность расчёта:

Окончательно получаем:

Принимаем: Т₂=254,37 ⁰С, δ₂=0,325 м, λ₃=1,1 Вт/мК.

1.4.3 Расчёт 3-го теплоизоляционного слоя.

В качестве 3-го слоя по приложению 15 [1] принимаю диатомитовую обожженную крошку в засыпке: Т_пр=900ºС, λ=0,012+17,4*10^-5T Вт/мК.

Рассчитаем коэффициент теплопроводности 3-го слоя:

Рассчитаем толщину 3-го слоя:

Принимаем: δ₃=0,0047 м, λ₃=0,044 Вт/мК.

Определение расчетного значения плотности теплового потока от пода в окружающую среду.

;

Ошибка плотности теплового потока:

Расчёт верен.

Суммарная толщина пода: δ_под=δ₁+δ₂+δ₃=0,46+0,325+0,0047=0,79 м.

Часть 2. Расчет процесса сжигания топлива при заданных температурных условиях печи.

Т.к. длина печи составляет 16545 мм (т.е. нам необходимо обеспечить длинный факел с температурой равномерно распределенной по всей длине факела), принимаем решение сжигать топливо с помощью диффузионных горелок типа «труба в трубе» среднего давления с коэффициентом расхода воздуха n=1,15.

2.1 Расчет горения топлива при n=1.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для полного сжигания м³ топлива:

Объём 3-х атомных составляющих в продуктах сгорания:

Объём азота в продуктах сгорания:

Объём водяного пара в продуктах сгорания:

Объём продуктов сгорания:

2.2 Расчёт горения топлива при n=1,15.

Действительное количество воздуха, подаваемое для сжигания единицы топлива:

Действительный объём продуктов сгорания:

Действительный объём 3-атомных составляющих:

Действительный объём азота:

Действительный объём водяного пара:

Действительный объём кислорода:

Действительный объём продуктов сгорания:

Ошибка вычислений:

Рассчитаем низшую теплоту сгорания топлива:

?

Удельная энтальпия продуктов сгорания:

Рассчитаем калориметрическую температуру продуктов:

Расчет удельной энтальпии 3-атомных газов по приложению 8 [1] при Т_К:

Расчет удельной энтальпии азота по приложению 8 [1] при Т_К:

Расчет удельной энтальпии кислорода по приложению 8 [1] при Т_К:

Расчет удельной энтальпии водяного пара по приложению 8 [1] при Т_К:

Расчёт удельная энтальпия продуктов сгорания при Т_К:

Удельная энтальпия продуктов сгорания при Т_К примерна равна исходной удельной энтальпии продуктов сгорания: 2954,718кДж/м³~2971,381кДж/м³ значит дополнительное внесение тепла за счёт подогрева воздуха не требуется.

Определяем ошибку расчёта: