Расчёт основных размеров рабочей камеры и параметров

Стр 1 из 4Следующая ⇒

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплофизики

Курсовая работа

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по теплотехнике

на тему:

«Расчёт металлургической печи»

Липецк 2001

Аннотация

С. 36, рис. 6, табл. 3, прил. 2, библ. 8 назв.

В данной работе рассчитывается методическая печь с двусторонним обогревом, предназначенная для нагрева изделий из углеродистой стали Ст20 размерами 230´ 850´ 9200. Производительность рассчитываемой печи составляет 155 т/ч. Печь обогревается продуктами сгорания смеси природно-доменного газа.

Содержание.

1. Расчёт горения топлива……………………………………….….…4

2. Расчёт нагрева металла……………………………………..……...10

2.1. Расчёт основных размеров рабочей камеры и

параметров внешнего теплообмена…………………………….…….10

2.2. 1-я ступень нагрева – методическая зона …………………11

2.3. 2-я ступень нагрева – сварочная зона ……………………….……..14

2.4. 3-я ступень нагрева – томильная зона..……………………….….…17

3. Тепловой баланс методической печи….……………………...…..19

4. Расчёт керамического рекуператора …….……………………….30

4.1.Определение коэффициента теплоотдачи

продуктов сгорания……………………………………………………...31

4.2. Определение требуемой поверхности теплообмена……………...31

4.3. Определение размеров рекуператора……………………………...33

4.4. Окончательные размеры рекуператора……………………………34

4.5. Расчет аэродинамического сопротивления воздушного тракта…35

4.6. Расчет аэродинамического сопротивления тракта продуктов сгорания……………………………………………………………………...…...36

5. Выбор горелочных устройств …….………………………..…….37

6. Расчет газового, воздушного и дымового

трактов нагревательных печей………………...…………….…………...38

6.1. Определение размеров газо- и воздухопроводов …………40

6.2. Расчет дымового тракта…………………………………….40

6.3.Аэродинамический расчёт дымового тракта……………...……..41

Библиографический список….………….…….………………………….42

Приложения………………………..…….………………………….…….45

1. Расчёт горения топлива.

Производим расчет горения смеси природно-доменного газа с теплотой сгорания Q^p_н=8100 кДж/м³ в нагревательном колодце для нагрева слитков до 1230^оС.

В нагревательных колодцах применяют горелки без предварительного смешения газа с воздухом, поэтому принимаем коэффициент расхода воздуха a=1, 1.

Из справочной литературы берем состав сухих газов.

Таблица 1

Состав сухих газов

Газ	СО₂	СО	СН₄	С₂Н₆	Н₂	N₂	С₄Н₁₀	Всего
доменный	10, 0	27, 4	0, 9	-	3, 3	58, 4	-	100
природный	-	-	92, 2	0, 8	-	6, 0	1, 0	100

Принимаем влажность газов:

- доменного W₁=30 г/м³,

- природного W₂=10 г/м³.

Определяем содержание влаги во влажном газе:

доменном

Н₂О=100× W₁/(803, 6+ W₁)=3, 598 %,

природном

Н₂О=100× W₂/(803, 6+ W₂)= 1, 229 %.

Пересчитаем состав сухих газов на влажные.

Доменный газ.

Содержание СО₂ во влажном газе:

=9, 64 %.

Аналогично находим содержание других компонентов во влажном доменном газе.

Химический состав влажного доменного газа, %:

СО₂^Р СО^Р СН₄^Р Н₂^Р N₂^Р Н₂О Всего

9, 64 26, 41 0, 867 3, 18 56, 29 3, 598 100

Таким же путем определяем состав влажного природного газа:

СН₄^Р С₂Н₆^Р N₂^Р С₄Н₁₀^Р Н₂О Всего

91, 06 0, 79 5, 926 0, 987 1, 229 100

Определяем низшую теплоту сгорания газов:

- доменного

Q_н^Р=126, 45× СО+107, 6× Н₂+358× СН₄=3992, 712 кДж/м³

- природного

Q_н^Р=358× СН₄+635× С₂Н₆+1253, 36× С₄Н₁₀=34340, 34 кДж/м³

Находим долю доменного газа в смеси:

=0, 864

Доля природного газа (1- )=0, 135.

Определяем состав смеси влажного газа:

Х= × Х₁+(1- )× Х₂,

где Х₁-содержание данного компонента (например СО₂, % ) в доменном газе;

Х₂-то же, в природном газе.

Находим содержание СО₂ в смешанном газе:

=0, 864× 9, 64+0=8, 329 %

Аналогично определяем содержание других компонентов смешанного газа и получаем его состав, %:

СО₂ СО СН₄ Н₂ N₂ С₂Н₆ С₄Н₁₀ Н₂О Всего

8, 329 22, 82 13, 07 2, 748 49, 44 0, 106 0, 133 3, 27 100

Для проверки точности расчета определяем теплоту сгорания смешанного газа:

Q_н^Р=126, 45× СО+107, 6× Н₂+358× СН₄+635× С₂Н₆+1253, 36× С₄Н₁₀=8095, 6кДж/м³

Определяем ошибку теплоты сгорания:

dQ= × 100=5, 4× 10^-4 %< 0, 5%.

Разность между расчетной и заданной теплотой сгорания смешанного газа не превышает ± 0, 5 %.

Табличным способом рассчитываем удельное теоретическое количество воздуха и продуктов горения (табл. 2)

Таблица 2

Расчет горения топлива

Участвуют в горении

Получено газооб-

разных продуктов

Топливо

Воздух

Сос- тав

Содер жание %

Кол- во, м³

Реакции горения

О₂, м³

N₂, м³

Все го м³

СО₂, м³

Н₂О, м³

N₂, м³

Всего м³

Н₂

2, 74

Н₂+0, 5О₂=Н₂О

1, 37

40, 16× 3, 76

151, 01+40, 16

2, 748

2, 7480

СО

22, 82

СО+0, 5О₂= СО₂

11, 4

22, 82

22, 827

СН

13, 07

СН₄+2О₂=СО₂+2Н₂О

26, 1

13, 07

26, 14

39, 210

СО₂

8, 33

49, 44

- +

151, 0

8, 3290

N₂

49, 44

200, 45

С₂Н₆

0, 106

С₂Н₆+3, 5О₂=2СО₂+3Н₂О

0, 37

0, 213

0, 320

0, 5334

С₄Н₁₀

0, 133

С₄Н₁₀+6, 5О₂=4СО₂+5Н₂О

0, 86

0, 534

0, 667

1, 2015

Н₂О

3, 275

Всего

100

40, 1

151

191

44, 97

33, 15

200, 4

278, 57

На 1 м³ газа

0, 4

1, 51

1, 91

0, 449

0, 331

2, 004

2, 7857

Используя данные табл.2, определяем удельное действительное количество воздуха, количество и состав продуктов горения для принятого коэффициента расхода воздуха a=1, 1.

Удельное количество воздуха:

V_В=V_В⁰+(a-1)× V_В⁰=1, 1× 1, 911=2, 102 м³

Удельное количество продуктов горения:

V_п= V_п⁰+(a-1)× V_В⁰=2, 785+0, 1× 1, 911=2, 976 м³/м³.

Удельное количество азота:

V_N= V_N⁰+(a-1)× V_N_В⁰=2, 005+0, 151=2, 155 м³/м³.

Удельное количество кислорода:

V_О= (a-1)× V_ОВ⁰=0, 0401 м³/м³.

Удельное количество других компонентов продуктов горения (табл. 2):

=0, 4497 м³/м³

=0, 3315 м³/м³.

Состав продуктов горения:

СО₂= /V_п× 100%=15, 11%,

N₂=V_N₂/V_п× 100%=72, 41%,

Н₂О= /V_п× 100%=11, 14%,

О₂=V_О2/ V_п× 100%=1, 34%.

Плотность среды:

+ +m_Н2О× Н₂О/(100× 22, 4)=2674, 381/2240=1, 194 кг/м³.

r _во=1, 293 кг/м³- плотность воздуха.

Плотность продуктов сгорания:

=2936, 026/2240=1, 31 кг/м³.

Точность расчета проверяем составлением материального баланса горения на 1 м³ газа. Поступило:

- газа r _ГО× V_Г=1, 194× 1=1, 194 кг;

- воздуха r _во× V_В=2, 102× 1, 293=2, 718 кг.

Всего: М_у=1, 194+2, 718=3, 912 кг.

Получено продуктов сгорания:

М_п=r _по× V_п=2, 976× 1, 310=3, 9 кг.

Баланс выполнен, если невязка меньше 0, 5%:

Расчет калориметрической температуры горения.

Энтальпия продуктов горения:

i _п=Q^p_н/V_п=8095, 6/2, 976=2720, 295 кДж/м³.

Предварительно принимаем температуру t ₁=1700°C и находим энтальпию продуктов горения:

=(4087, 1× 15, 11+2486, 28× 72, 4++2632, 09× 11, 139+3203, 05× 1, 347)× 10^-2=2754, 3 кДж/м³.

Так как i ₁> i _п, то действительная калориметрическая температура горения меньше 1700°C.

Повторно принимаем t ₂=1600°C.

Энтальпия продуктов горения при t ₂=1600°C:

i ₂ =(3815, 86× 15, 11+2328, 65× 72, 4+2463, 97× 11, 139+2979, 13× 1, 347)× 10^-2= =2577, 427 кДж/м³.

Имеем i₂< i_n< i₁, следовательно, t₂< t_k< t₁.

Интерполяцией находим:

=1700 – 19, 225=1680, 775°С.

Требуемая калориметрическая температура:

=(1230+100)/0, 7=1900°С,

где t_М=1230 – температура нагрева сляба,

Dt=100 – т.к. методическая печь с трех ступенчатым режимом нагрева,

h=0, 7 – т.к. методическая печь.

Т.к. t_k < t_k ^ТР, то необходим подогрев воздуха.

Энтальпию продуктов горения при t_k ^ТР=1900°С находим экстраполяцией:

=3105, 035 кДж/м³.

Определяем минимальную необходимую температуру подогрева воздуха:

кДж/м³.

Принимаем при t¢ ₁=400°C i¢ ₁=532, 08кДж/м³ и при t¢ ₂=500°C i¢ ₂=672, 01кДж/м³,

а затем интерполяцией находим:

=454, 34°С.

Следовательно, для получения температуры печи 1330°С температура подогрева воздуха должна быть 454°С.

2. Расчёт нагрева металла.

Теплообмена.

Примем напряжённость рабочего пода P=600

Площадь рабочего пода:

Длина рабочего пода:

где l – длина заготовки, м.

Допускаемая длина рабочего пода:

где d - толщина заготовки, м;

k – коэффициент, характеризующий наклон пода к горизонтали [2. стр.27].

Так как L_p< L_пр, принимаем однорядную укладку заготовок, n_р=1.

Ширина пода при e=0, 2 м:

где е – промежуток между стенкой печи и металлом и между рядами заготовок.

Размеры нагреваемого сляба: d× B× l=230´ 850´ 9200 (мм).

Посад холодный, температура нагрева Ме – 1230 °С.

Производительность печи: 155 т/ч.

Состав стали: С=0, 3%; Si=0, 15%; Mn=0, 3 %.

Теплопроводность углеродистой стали при 0°С:

l=70-10, 1× С-16, 8× Mn-33, 8× Si=70-10, 1× 0, 3-33, 8× 0, 15=56, 86 Вт/(м²× К).

Метод нагрева в печи принимается двусторонний. Коэффициент несимметричности нагрева m=0, 55 при двустороннем нагреве на поду из водо-охлаждаемых труб. Подогреваемая толщина изделия:

S=m× d=0, 55× 0, 23=126, 5 мм.

Максимальная рабочая температура газов (печи) - t_п=1330°С.

Выбор горелочных устройств.

Для данной методической печи используем горелки типа “труба в трубе”.

Примем следующее распределение тепла по зонам печи [8]:

- томильная зона – 15%;

- первая сварочная зона:

- верхняя – 20%;

- нижняя – 22, 5%;

- вторая сварочная зона:

- верхняя – 20%;

- нижняя – 22, 5%.

Число горелок в каждой зоне:

где S_г – шаг горелок [8], м;

k – число рядов горелок.

Пропускная способность одной горелки по газу:

Давление газа перед горелкой принимаем 4 кПа, для воздуха – 0, 5 кПа.

Первая сварочная зона.

Теплота сгорания топлива: Q_H^P=8095, 6 кДж/м³.

Газ холодный (20°С): r_ГО=1, 194 кг/м³.

Температура подогрева воздуха: t_В=454°С.

Удельный расход воздуха: V_В=2, 1021 м³/м³.

Расход воздуха на горелку:

Расчётный расход воздуха при подогреве его до 454^оС:

где k =1, 56 – коэффициент определяется по рис.5а [8].

По рис.5а [8], по расчётному расходу воздуха и давлению перед горелкой 0, 5 кПа определяем тип горелок: ДНБ-275/d_Г.

Расчётный расход газа:

где k_t – определяется из рис.6 [8];

k_p=1, 31 кг/м³ – определяется из рис.7 [8].

При давлении 4 кПа и расчётном расходе газа V^Г_рас=0, 405 м³/с диаметр газового сопла – d_Г =85 мм.

Проверим скорости в характерных сечениях горелки. По рис.8[8] найдём скорости W_г²⁰=65 м/с и воздуха– W_в²⁰=20 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 ДНБ-275/85 (см. прил 1.).

Скорость газовой смеси на выходе из носика горелки:

Скорости движения сред в подводящих трубопроводах:

Расчёт дымового тракта.

Дымовой тракт представляет собой систему каналов - боровов, обеспечивающих движение продуктов горения из печи к дымовой трубе. Расчет ведем в соответствии с типовой схемой дымового тракта методической печи. Скорость продуктов горения w₀₂=2, 5 м/с [6].

1) Соединение печи с рекуператором.

Проходное сечение борова f₁=a´ b=2, 9× 9, 6=27, 84 м², а длина l₁=5, 5 м. Тогда:

2) горизонтальный участок – рекуператор с дымовой трубой.

Длина l₂=40 м. Проходное сечение борова:

Выбираем боров с проходным сечением f_Б=21 м²(см. рис.4), [6, прил.6].

Размеры борова: В=3944 (мм) и Н=5681 (мм).

Реальная скорость дымовых газов:

Схема дымового тракта представлена в прил. 2.

Рис.4. Дымовой боров.

Библиографический список.

1. Соломенцев. С.Л. Расчёт горения топлива. –Липецк: ЛПИ, 1980. – 38с.

2. Лукоянов Б. И. Учебное пособие для расчета металлургических печей. – Воронеж: ВПИ, 1976. - 110с.

3. Соломенцев. С.Л. Тепловой баланс печи. –Липецк: ЛПИ, 1981. – 26с.

4. Наумкин В. А. Выбор конструкции и расчет керамических рекуператоров. –Липецк: ЛПИ, 1983. – 32с.

5. Соломенцев. С.Л. Методические указания по курсовому проектированию металлургических печей. –Липецк: ЛПИ, 1981.

6. Наумкин В. А. Расчёт газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей. –Воронеж: ВПИ, 1989. –56с.

7. Кривандин В. А., Марков Б. Л. Металлургические печи. –М.: Маталлургия, 1997. –463с.

8. Щапов Г. А., Карамышева Е. П. Выбор устройств для сжигания топлива в печах. Горелки типа “труба в трубе”. –Липецк: ЛПИ, 1985.

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплофизики

Курсовая работа

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по теплотехнике

на тему:

«Расчёт металлургической печи»

Липецк 2001

Аннотация

С. 36, рис. 6, табл. 3, прил. 2, библ. 8 назв.

Содержание.

1. Расчёт горения топлива……………………………………….….…4

2. Расчёт нагрева металла……………………………………..……...10

2.1. Расчёт основных размеров рабочей камеры и

параметров внешнего теплообмена…………………………….…….10

2.2. 1-я ступень нагрева – методическая зона …………………11

2.3. 2-я ступень нагрева – сварочная зона ……………………….……..14

2.4. 3-я ступень нагрева – томильная зона..……………………….….…17

3. Тепловой баланс методической печи….……………………...…..19

4. Расчёт керамического рекуператора …….……………………….30

4.1.Определение коэффициента теплоотдачи

продуктов сгорания……………………………………………………...31

4.2. Определение требуемой поверхности теплообмена……………...31

4.3. Определение размеров рекуператора……………………………...33

4.4. Окончательные размеры рекуператора……………………………34

4.5. Расчет аэродинамического сопротивления воздушного тракта…35

5. Выбор горелочных устройств …….………………………..…….37

6. Расчет газового, воздушного и дымового

трактов нагревательных печей………………...…………….…………...38

6.1. Определение размеров газо- и воздухопроводов …………40

6.2. Расчет дымового тракта…………………………………….40

6.3.Аэродинамический расчёт дымового тракта……………...……..41

Библиографический список….………….…….………………………….42

Приложения………………………..…….………………………….…….45

1. Расчёт горения топлива.

Из справочной литературы берем состав сухих газов.

Таблица 1

Состав сухих газов

Газ	СО₂	СО	СН₄	С₂Н₆	Н₂	N₂	С₄Н₁₀	Всего
доменный	10, 0	27, 4	0, 9	-	3, 3	58, 4	-	100
природный	-	-	92, 2	0, 8	-	6, 0	1, 0	100

Принимаем влажность газов:

- доменного W₁=30 г/м³,

- природного W₂=10 г/м³.

Определяем содержание влаги во влажном газе:

доменном

Н₂О=100× W₁/(803, 6+ W₁)=3, 598 %,

природном

Н₂О=100× W₂/(803, 6+ W₂)= 1, 229 %.

Пересчитаем состав сухих газов на влажные.

Доменный газ.

Содержание СО₂ во влажном газе:

=9, 64 %.

Аналогично находим содержание других компонентов во влажном доменном газе.

Химический состав влажного доменного газа, %:

СО₂^Р СО^Р СН₄^Р Н₂^Р N₂^Р Н₂О Всего

9, 64 26, 41 0, 867 3, 18 56, 29 3, 598 100

Таким же путем определяем состав влажного природного газа:

СН₄^Р С₂Н₆^Р N₂^Р С₄Н₁₀^Р Н₂О Всего

91, 06 0, 79 5, 926 0, 987 1, 229 100

Определяем низшую теплоту сгорания газов:

- доменного

Q_н^Р=126, 45× СО+107, 6× Н₂+358× СН₄=3992, 712 кДж/м³

- природного

Q_н^Р=358× СН₄+635× С₂Н₆+1253, 36× С₄Н₁₀=34340, 34 кДж/м³

Находим долю доменного газа в смеси:

=0, 864

Доля природного газа (1- )=0, 135.

Определяем состав смеси влажного газа:

Х= × Х₁+(1- )× Х₂,

где Х₁-содержание данного компонента (например СО₂, % ) в доменном газе;

Х₂-то же, в природном газе.

Находим содержание СО₂ в смешанном газе:

=0, 864× 9, 64+0=8, 329 %

Аналогично определяем содержание других компонентов смешанного газа и получаем его состав, %:

СО₂ СО СН₄ Н₂ N₂ С₂Н₆ С₄Н₁₀ Н₂О Всего

8, 329 22, 82 13, 07 2, 748 49, 44 0, 106 0, 133 3, 27 100

Для проверки точности расчета определяем теплоту сгорания смешанного газа:

Q_н^Р=126, 45× СО+107, 6× Н₂+358× СН₄+635× С₂Н₆+1253, 36× С₄Н₁₀=8095, 6кДж/м³

Определяем ошибку теплоты сгорания:

dQ= × 100=5, 4× 10^-4 %< 0, 5%.

Разность между расчетной и заданной теплотой сгорания смешанного газа не превышает ± 0, 5 %.

Табличным способом рассчитываем удельное теоретическое количество воздуха и продуктов горения (табл. 2)

Таблица 2

Расчет горения топлива

Участвуют в горении

Получено газооб-

разных продуктов

Топливо

Воздух

Сос- тав Содер жание % Кол- во, м³ Реакции горения О₂, м³ N₂, м³ Все го м³ СО₂, м³ Н₂О, м³ N₂, м³ Всего м³ Н₂ 2, 74 2, 74 Н₂+0, 5О₂=Н₂О 1, 37

40, 16× 3, 76

151, 01+40, 16

- 2, 748 2, 7480 СО 22, 82 22, 82 СО+0, 5О₂= СО₂ 11, 4 22, 82 - 22, 827 СН 13, 07 13, 07 СН₄+2О₂=СО₂+2Н₂О 26, 1 13, 07 26, 14 39, 210 СО₂ 8, 33 8, 33 - - 8, 33 -

49, 44

- +

151, 0

8, 3290 N₂ 49, 44 49, 44 - - - - 200, 45 С₂Н₆ 0, 106 0, 106 С₂Н₆+3, 5О₂=2СО₂+3Н₂О 0, 37 0, 213 0, 320 0, 5334 С₄Н₁₀ 0, 133 0, 133 С₄Н₁₀+6, 5О₂=4СО₂+5Н₂О 0, 86 0, 534 0, 667 1, 2015 Н₂О 3, 275 3, 275 - - - 3, 275 3, 275 Всего 100 100 40, 1 151 191 44, 97 33, 15 200, 4 278, 57

На 1 м³ газа

0, 4 1, 51 1, 91 0, 449 0, 331 2, 004 2, 7857

Удельное количество воздуха:

V_В=V_В⁰+(a-1)× V_В⁰=1, 1× 1, 911=2, 102 м³

Удельное количество продуктов горения:

V_п= V_п⁰+(a-1)× V_В⁰=2, 785+0, 1× 1, 911=2, 976 м³/м³.

Удельное количество азота:

V_N= V_N⁰+(a-1)× V_N_В⁰=2, 005+0, 151=2, 155 м³/м³.

Удельное количество кислорода:

V_О= (a-1)× V_ОВ⁰=0, 0401 м³/м³.

Удельное количество других компонентов продуктов горения (табл. 2):

=0, 4497 м³/м³

=0, 3315 м³/м³.

Состав продуктов горения:

СО₂= /V_п× 100%=15, 11%,

N₂=V_N₂/V_п× 100%=72, 41%,

Н₂О= /V_п× 100%=11, 14%,

О₂=V_О2/ V_п× 100%=1, 34%.

Плотность среды:

+ +m_Н2О× Н₂О/(100× 22, 4)=2674, 381/2240=1, 194 кг/м³.

r _во=1, 293 кг/м³- плотность воздуха.

Плотность продуктов сгорания:

=2936, 026/2240=1, 31 кг/м³.

Точность расчета проверяем составлением материального баланса горения на 1 м³ газа. Поступило:

- газа r _ГО× V_Г=1, 194× 1=1, 194 кг;

- воздуха r _во× V_В=2, 102× 1, 293=2, 718 кг.

Всего: М_у=1, 194+2, 718=3, 912 кг.

Получено продуктов сгорания:

М_п=r _по× V_п=2, 976× 1, 310=3, 9 кг.

Баланс выполнен, если невязка меньше 0, 5%:

Расчет калориметрической температуры горения.

Энтальпия продуктов горения:

i _п=Q^p_н/V_п=8095, 6/2, 976=2720, 295 кДж/м³.

Предварительно принимаем температуру t ₁=1700°C и находим энтальпию продуктов горения:

=(4087, 1× 15, 11+2486, 28× 72, 4++2632, 09× 11, 139+3203, 05× 1, 347)× 10^-2=2754, 3 кДж/м³.

Так как i ₁> i _п, то действительная калориметрическая температура горения меньше 1700°C.

Повторно принимаем t ₂=1600°C.

Энтальпия продуктов горения при t ₂=1600°C:

i ₂ =(3815, 86× 15, 11+2328, 65× 72, 4+2463, 97× 11, 139+2979, 13× 1, 347)× 10^-2= =2577, 427 кДж/м³.

Имеем i₂< i_n< i₁, следовательно, t₂< t_k< t₁.

Интерполяцией находим:

=1700 – 19, 225=1680, 775°С.

Требуемая калориметрическая температура:

=(1230+100)/0, 7=1900°С,

где t_М=1230 – температура нагрева сляба,

Dt=100 – т.к. методическая печь с трех ступенчатым режимом нагрева,

h=0, 7 – т.к. методическая печь.

Т.к. t_k < t_k ^ТР, то необходим подогрев воздуха.

Энтальпию продуктов горения при t_k ^ТР=1900°С находим экстраполяцией:

=3105, 035 кДж/м³.

Определяем минимальную необходимую температуру подогрева воздуха:

кДж/м³.

Принимаем при t¢ ₁=400°C i¢ ₁=532, 08кДж/м³ и при t¢ ₂=500°C i¢ ₂=672, 01кДж/м³,

а затем интерполяцией находим:

=454, 34°С.

Следовательно, для получения температуры печи 1330°С температура подогрева воздуха должна быть 454°С.

2. Расчёт нагрева металла.

Расчёт основных размеров рабочей камеры и параметров

Теплообмена.

Примем напряжённость рабочего пода P=600

Площадь рабочего пода:

Длина рабочего пода:

где l – длина заготовки, м.

Допускаемая длина рабочего пода:

где d - толщина заготовки, м;

k – коэффициент, характеризующий наклон пода к горизонтали [2. стр.27].

Так как L_p< L_пр, принимаем однорядную укладку заготовок, n_р=1.

Ширина пода при e=0, 2 м:

где е – промежуток между стенкой печи и металлом и между рядами заготовок.

Размеры нагреваемого сляба: d× B× l=230´ 850´ 9200 (мм).

Посад холодный, температура нагрева Ме – 1230 °С.

Производительность печи: 155 т/ч.

Состав стали: С=0, 3%; Si=0, 15%; Mn=0, 3 %.

Теплопроводность углеродистой стали при 0°С:

l=70-10, 1× С-16, 8× Mn-33, 8× Si=70-10, 1× 0, 3-33, 8× 0, 15=56, 86 Вт/(м²× К).

S=m× d=0, 55× 0, 23=126, 5 мм.

Максимальная рабочая температура газов (печи) - t_п=1330°С.

12 3 4 Следующая ⇒