Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Расчет топливосжигающих устройств



Расстояние между осями топливосжигающих устройств принимается 0,85 – 1,25 м. Производительность одной форсунки (горелки):

Gт = B/n, кг/с (м3/с), (117)

где n - количество форсунок (горелок).

Расчет пневматических форсунок низкого давления

Принимая скорость истечения топлива (мазута) ω т = 2 - 5 м/с, определяем площадь сечения для прохода топлива:

Fт = Gт/ (ρт · ω т), м2, (118)

где ρт – плотность мазута, ρт = 960 кг/м3.

Диаметр отверстия топливной трубки:

dт = (4·Fт/π)0,5 , м.

Избыточное давление топлива перед форсункой:

Pт = (Gт /(μ·Fт))2 /(2·ρт), Па,

где μ – коэффициент расхода (0,2 – 0,4).

Приведенная скорость воздуха в выходном сечении форсунки:

ωв = (2·Pв /(ξв ·ρв))0,5 , м/с,

где Pв – избыточное давление воздуха перед форсункой (1 – 10 кПа);

ρв – плотность воздуха при 0°C, кг/м3;

ξв – коэффициент сопротивления форсунки по воздуху, ξв = 1,1.

Площадь сечения для прохода воздуха:

Fв = Gт·Vв/ ω в, м2. (120)

Диаметр воздушного сопла:

dв = (4· (Fв + Fг)/π)0,5, м.

Расчет диффузионных горелок низкого давления (121)

Принимаем скорости выхода из горелок (приведенные к нормальным условиям): газа ωг = 25 м/с; воздуха ωв = 30 м/с.

Площадь сечения для прохода газа:

Fт = Gт/ ω г, м2.

Диаметр газового сопла:

dг = (4·Fг/π)0,5 , м.

Площадь сечения для прохода воздуха:

Fв = Gт·Vв/ ω в , м2.

Диаметр воздушного сопла:

dв = (4·( Fв+ Fг)/π)0,5 , м.

Избыточное давление газа перед горелкой:

Рг = г· г2/2) ·ρг· (l + β·tг), Па. (122)

Избыточное давление воздуха перед горелкой:

Рв = в· в2/2) ·ρв· (l + β·tв), Па. (123)

Принять г =1,5, в =1,0.

Длина факела:

, м, (124)

где К - коэффициент (для природного газа K= 1,5 для коксового К = 0,6).

ЛИТЕРАТУРА

1. Кривандин В. А., Егоров А. В. Тепловая работа и, конструкции печей черной металлургии. М., Металлургия, 1989.

2. Тайц Н. Ю., Розенгарт Ю. И. Методические нагрева­тельные печи. М., Металлургиздат, 1964.

3. Теплотехнические расчеты металлургических печей. Зобнин Б. Ф., Казяев М. Д., Китаев Б. И. и др. М., Металлургия, 1982.

4. Теплотехнические расчеты металлургических печей. Под ред. А. С. Телегина. М., Металлургия, 1970.

5. Филимонов Ю. П., Старк С. Б., Морозов В. А. Ме­таллургическая теплотехника. Т. 2. Под ред. М. А. Глинкова. М., Металлургия, 1974.

 

Основные обозначения

 

- коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·К;

λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);

δ - угар металла, %;

ρ - плотность, кг/м3;

- общее время нагрева металла, час;

ξ - коэффициент местного сопротивления;

- время нагрева металла в методической зоне, на участке сварочной зоны с двухсторонним обогревом, на участке сварочной зоны с монолитным подом, час;

- изменение теплосодержания металла в печи вместе с образовавшейся окалиной;

- приращение теплосодержания металла в методической зоне, в сварочной зоне, на участке сварочной зоны с двухсторонним обогревом, на участке сварочной зоны с монолитным подом, кДж/кг;

- расстояние между рядами заготовок, м;

- перепад температур в заготовке, °С;

ρ г - плотность продуктов сгорания, кг/ м3;

, - общая степень черноты системы "газ-кладка-металл" в сварочной и методической зонах соответственно;

- степень черноты продуктов сгорания в сварочной и методической зонах соответственно;

- угловые коэффициенты излучения кладки на металл в сварочной и методической; зонах соответственно;

- коэффициент использования химической энергии топ­лива в печи;

- коэффициент использования химической энергии топ­лива в сварочной зоне;

- степень черноты металла;

b - удельный расход тепла, кДж/кг;

D - ширина печи, м;

Fакт - площадь активного пода, м2;

- внутренняя поверхность стен и свода в сварочной и методической зонах, м2;

- суммарная поверхность кладки и металла, окружаю­щих газовый объем в сварочной и методической зонах соответственно, м2;

Fпол - площадь полезного пода, м2;

- площадь пода печи в сварочной и методической зонах соответственно, м2;

- площадь поперечного сечения рабочего пространства на границе сварочной и методической зон, м2 ;

G - производительность печи, кг/час;

Gт - производительность одной форсунки (горелки), кг/с (м3/с);

Накт - напряженность активного пода, кг/(м2ч);

hок - высота окна посада и выдачи, м;

Нпол - напряженность полезного пода, кг/(м2ч);

hсв, hмет - высота сварочной и методической зон соответственно, м;

- теплосодержание металла в начале печи, вначале участка сварочной зоны с двухсторонним обогревом, в начале участка сварочной зоны с монолитным подом, в конце печи соответственно, кДж/кг;

iв - энтальпия воздуха, подаваемого в печь, кДж/м3;

iобщ - полная энтальпия продуктов сгорания, кДж/ м3;

iсв - энтальпия продуктов сгорания в сварочной зоне, кДж/ м3;

iт - энтальпия топлива (газа), кДж/ м3;

iух - энтальпия продуктов сгорания, уходящих из печи, кДж/м3;

iх - химическая энтальпия продуктов сгорания кДж/м3;

- коэффициент формы;

- длина методической зоны, сварочной зоны, сварочной зоны с двухсторонним обогревом, сварочной зоны с монолитным подом, активного пода соответственно, м;

lэф - эффективная длина луча, м;

n - число рядов заготовок;

q0, q1, q2, q3 - удельный тепловой поток к поверхности металла в начале методической зоны, в начале сварочной зоны, в начале зоны с монолитным подом, в конце печи соответственно, Вт/м2;

- низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг (кДж/м3);

qн - недожог топлива, кДж/кг (кДж/м3);

- средний удельный тепловой поток в методической зоне, в сварочной зоне с двухсторонним обогревом, в сва­рочной зоне с монолитным подом соответственно, Вт/м2 ;

Qух, - количество тепла, уносимого уходящими газами из печи, из сварочной зоны соответственно, кДж/м3;

Qф - физическое тепло, вносимое воздухом и топливом, кДж/м3;

RO2, N2, O2, H2O - объемный состав продуктов сгорания, %;

S - полутолщина заготовки, м;

tм - среднемассовая температура заготовки, °С;

tмет - средняя температура газов в методической зоне, С°;

tокр - температура окружающего воздуха, °С;

tп - температура поверхности заготовки, °С ;

tс - температура середины заготовки, °С;

tсв - температура газов в сварочной зоне, °С;

tух - температура уходящих из печи газов, °С;

Vв - расход сухого воздуха на горение, м3/кг (м33);

Vг - объем продуктов сгорания, м3/кг (м33);

Vсв, Vмет - объем заполняемого газом рабочего пространства в сварочной и методической зонах соответственно, м3;

а - коэффициент температуропроводности, м2/час;

В - расход топлива, кг/с (м3/с);

Мобщ - общая тепловая мощность печи, кВт;

Мпол, Мхх - полезная мощность печи, мощность холостого хода соответственно, кВт

с - теплоемкость, кДж/(кг·К);

-среднее значение приведенного коэффициента излуче­ния от газов и кладки на металл, Вт/(м2·К4).

 

Приложение 1. Тепловые эффекты реакций горения

Горючий компонент Реакция Тепловыделение, кДж/м3 Тепловыделение, кДж/кг
СО СО + 0,5 О2 = СО2 126,27  
Н2 Н2 + 0,5 О2 = Н2О 107,89  
СН4 СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О 358,30  
С2Н4 С2Н4 + 3 О2 = 2 СО2 + 2 Н2О 590,55  
С2Н6 С2Н6 + 3,5 О2 = 2 СО2 + 3 Н2О 637,86  
С3Н8 С3Н8 + 5 О2 = 3 СО2 + 4 Н2О 912,80  
С4Н10 С4Н10 + 6,5 О2 = 4 СО2 + 5 Н2О 1186,75  
С5Н12 С5Н12 + 8 О2 = 5 СО2 + 6 Н2О 1461,20  
Н2S Н2S + 1,5 О2 = Н2О + SО2 231,54  
С С + О2 = СО2   340,70
S S + 2 О2 = 2SО2   108,86

Приложение 2. Энтальпия горючих компонентов газообразных топлив при атмосферном давлении ( 0,1013 МПа), кДж/м3

t, оC Н2 СН4 С2Н4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 Н2S СnНm
261,4 259,4 351,8 456,4 554,8 793,0 1051,3 1302,9 312,3 456,4
531,7 520,8 806,4 1074,3 1323,4 1903,7 2506,2 3096,1 653,2 1074,3
814,3 784,6 1356,5 1815,4 2266,7 3259,0 4271,0 5271,0 1024,9 1815,4
1109,1 1053,4 1995,4 2646,5 3344,8 4790,0 6247,0 7700,0 1426,9 2646,5
1412,6 1328,9 2699,2 3547,1 4530,0 6460,0 8403,0 10346,0 1850,6 3547,1
1723,3 1611,9 3435,7 4503,0 5790,0 8256,0 10727,0 13197,0 2293,1 4503,0

Приложение 3. Формулы для расчета полного сгорания топлива

Наименование величины Расчетная формула
Теоретический расход сухого кислорода Твердое и жидкое топливо:   Газообразное топливо:  
Теоретический расход сухого окислителя , О2ок – объемное содержание кислорода в окислителе, % (для атмосферного воздуха 21%).
Расход сухого окислителя при .
Выход сухих трехатомных газов Твердое и жидкое топливо: . Газообразное топливо:  
Теоретический выход азота , N2ок – объемное содержание азота в окислителе, % (для атмосферного воздуха 79 % ). .
Теоретический выход водяных паров Твердое и жидкое топливо: , Gф – удельный расход водяного пара на распыливание жидкого топлива , кг/ кг ( от 0,03 до 0,1 кг/кг в зависимости от типа форсунки); dок – влагосодержание окислителя, г/м3, ( для атмосферного воздуха может быть принята равной 0,13 г/м3). Газообразное топливо: .  
Выход продуктов полного сгорания при
Объемный состав продуктов полного сгорания ; ;
Плотность продуктов сгорания при нормальных условиях

Приложение 4. Средние изобарные теплоемкости газов ср при атмосферном давлении (0,1013 МПа), кДж/(м3 К)

СО2 N2 O2 Н2О сухой воздух СО Н2 СН4
1,595 1,294 1,305 1,494 1,297 1,299 1,276 1,550
1,700 1,295 1,317 1,505 1,300 1,301 1,290 1,642
1,787 1,299 1,335 1,522 1,307 1,307 1,297 1,758
1,862 1,306 1,356 1,542 1,317 1,316 1,299 1,886
1,929 1,316 1,377 1,565 1,328 1,328 1,302 2,015
1,989 1,327 1,398 1,589 1,342 1,342 1,305 2,140
2,041 1,340 1,416 1,614 1,356 1,357 1,308 2,260
2,088 1,353 1,434 1,641 1,370 1,372 1,312 2,376
2,131 1,367 1,449 1,668 1,384 1,386 1,316 2,494
2,169 3,379 1,464 1,695 1,397 1,399 1,322 2,602
2,203 1,391 1,479 1,722 1,409 1,412 1,328 2,699
2,234 1,403 1,485 1,750 1,421 1,424 1,336 2,786
2,263 1,414 1,500 1,776 1,432 1,436 1,343 2,862
2,289 1,425 1,510 1,802 1,443 1,446 1,351 -
2,323 1,434 1,520 1,828 1,452 1,456 1,359 -
2,335 1,444 1,529 1,852 1,462 1,465 1,367 -
2,355 1,452 1,537 1,876 1,470 1,474 1,375 -
2,374 1,461 1,546 1,899 1,478 1,482 1,383 -
2,391 1,468 1,554 1,921 1,486 1,490 1,391 -
2,407 1,475 1,561 1,942 1,493 1,497 1,399 -
2,422 1,482 1,569 1,962 1,501 1,503 1,407 -
2,435 1,489 1,575 1,982 1,507 1,510 1,418 -
2,448 1,495 1,583 2,000 1,513 1,516 1,422 -
2,460 1,501 1,589 2,018 1,519 1,521 1,430 -
2,471 1,506 1,596 2,036 1,525 1,526 1,437 -
2,481 1,511 1,602 2,052 1,530 1,532 1,444 -

Примечание. Теплоемкость двуокиси серы с достаточной степенью точности может быть принята равной теплоемкости углекислого газа.

Приложение 5. Коэффициент теплового излучения газового объема СО2

Приложение 6. Коэффициент теплового излучения газового объема Н2О

Приложение 7. Поправочный коэффициент β для расчета коэффициента теплового излучения газового объема Н2О

Приложение 8. Средняя теплоемкость и теплопроводность различных сталей

Температура,
Свойство Средняя теплоемкость
углеродистых
низколегированных
нержавеющих
жаропрочных
Свойство Теплопроводность
малоуглеродистых
средне углеродистых
высокоуглеродистых
хромистых
марганцовистых
хромокремнистых
кремнемарганцовистых
хромомолибденовых
нержавеющих
жаропрочных

Приложение 9. График для определения продолжительности выдержки металла на монолитном поду двухзонной методической печи при tг = const

Приложение 10. Свойства огнеупорных и теплоизоляционных материалов

Материал Плотность, кг / м3 Коэффициент теплопроводности, Вт / (м·К) Средняя теплоемкость, кДж / (кг·К) Предельная температура применения, °С
Динас обычный 1900 – 2000 0,82 + 0,00068·t 0,87 + 0,00019·t
Динас плотный 2000 – 2100 1,6 + 0,00038·t 0,87 + 0,00019·t
Шамот 1800 – 2000 0,7 + 0,00064·t 0,87 + 0,00021·t
Шамот класса А 1800 – 9000 0,9 + 0,00023·t 0,87 + 0,00021·t
Магнезит 2600 – 2800 6,3 – 0,0027·t 1,05 + 0,00015·t
Хромомагнезит 2700 – 2850 2,8 – 0,00087·t
Шамотный легковес 0,47 + 0,0038·t 0,87 + 0,00021·t
Шамотный легковес 0,23 + 0,0022·t 0,87 + 0,00021·t
Динасный легковес 0,3 + 0,0037·t 0,87 + 0,00019·t
Диатомит 0,12 + 0,0015·t 0,9
Асбестовый картон 1000 – 1250 0,16 + 0,0014·t 0,85
Плиты из каолиновой ваты 0,12 + 0,0016·t 0,87 + 0,00021·t
Минеральный войлок 250 - 300 0,06 - 0,000008·t

Приложение 11. Коэффициенты местных сопротивлений

Тип местного сопротивления Коэффициент местного сопротивления К какой скорости относится
Внезапное сужение канала       F2/ F1 ξ W2
0,1 0,47
0,2 0,42
0,3 0,38
0,4 0,34
0,5 0,29
0,6 0,24
0,7 0,18
0,8 0,13
0,9 0,06
Внезапное расширение канала       F2/ F1 ξ W1
0,1 0,81
0,2 0,64
0,3 0,50
0,4 0,36
0,5 0,25
0,6 0,16
0,7 0,09
0,8 0,04
0,9 0,01
Выход из канала ξ = 1,0  
Вход в отверстие с острыми краями ξ = 0,45 – 0,50  
Простое колено квадратного сечения α ξ  
20° 0,11
40° 0,30
60° 0,53
80° 0,83
100° 1,30

Приложение 12. График для определения высоты трубы

 






Читайте также:

  1. XI. Регламент переговоров при приёме отправлении поездов в условиях нарушения нормальной работы устройств СЦБ
  2. Административно-территориальное и муниципальное устройство.
  3. Акустические устройства и средства информации
  4. Англия в XVIII в. Государственное устройство, внутренняя и внешняя политика. Начало промышленного переворота.
  5. Асинхронные задачи интерфейса с устройствами ввода/вывода.
  6. Биологический аспект изучения звуков речи. Устройство речевого аппарата и функции его частей.
  7. Благоустройство и озеленение территории
  8. В чьей компетенции находится создание условий для массового отдыха жителей поселения и организация обустройства мест массового отдыха населения
  9. В.4.2 Проверка функционирования устройств безопасности лифта при проведении частичного технического освидетельствования
  10. В.Н. Татищев. Теоретико-методологические основы исторических взглядов. Движущие силы истории. Причины возникновения государств и формы государственного устройства. Периодизация всемирной истории.
  11. Виды запоминающих устройств (ЗУ)
  12. Визуальные устройства и средства информации


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 70; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.198 с.) Главная | Обратная связь