Потери тепла через закрытые окна печи

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

В сварочной зоне:

, кВт, (81)

где n – число окон;

- площадь окна м²;

S – толщина стенки в один кирпич м (S = 0, 230 м);

λ – коэффициент теплопроводности материала окна при , .

В методической зоне расчет аналогичный.

Потери тепла излучением через открытые окна

В сварочной зоне через окно выдачи площадью D·h_выд м²,

, (82)

где – коэффициент диафрагмирования (при толщине лобовой стенки 690 мм и высоте окна 500 мм можно принять ).

Аналогично определяются потери тепла через окно посада в методической зоне, вместо T_св в формулу следует подставить T_ух.

Окончательно имеем

, кВт. (83)

5. Потери тепла с окалиной

, кВт, (84)

где m=1, 38.

6. Потери тепла с охлаждающей водой можно принять в размере 10% от Q₁+Q₂, кВт

, кВт. (85)

7. Неучтенные потери принимаются в количестве 10 % от общих потерь тепла

, кВт. (86)

Приходные и расходные статьи теплового баланса сводятся в таблицу 5.

Таблица 5. Тепловой баланс печи

Статья	Приход	Статья	Расход
тепла	тепла
	кВт	%		кВт	%
1. Тепло горения топлива			1. Полезное тепло на
2. Тепло, внесенное подогретым			нагрев металла
воздухом и топливом (газом)			2. Потери тепла с
3. Тепло, выделившееся при			уходящими газами
окислении железа			3. Потери тепла
Итого:			теплопроводностью
			через кладку
			4. Потери тепла через
			окна печи
			5. Потери тепла с
			окалиной
			6. Потери тепла с
			охлаждающей водой
			7. Неучтенные потери
			Итого:

Приравняв приходные и расходные статьи теплового баланса, определяют секундный расход топлива B, кг/с (м³/с):

. (87)

Основные теплотехнические показатели работы печи

Одним из важных показателей работы печи является коэффициент использования химической энергии топлива η _кит, показывающий, какая доля химической энергии топлива остается в рабочем пространстве печи

(88)

Общей тепловой мощностью М_общ печи называется количество тепла, вносимого в печь с химической энергией топлива в единицу времени:

кВт. (89)

Общая тепловая мощность складывается из полезной мощности М_пол и мощности холостого хода М_xx:

М_общ = М_пол + М_хх, кВт. (90)

Полезная мощность есть тепло, которое необходимо ввести в печь в единицу времени с химической энергией топлива для нагрева изделий (без учета тепла на покрытие тепловых потерь в рабочем пространстве печи):

М_пол = Q_{ycв т}/η _кит, кВт, (91)

где Q_{ycв т} - количество тепла, выделенного при сжигании топлива, усвоенное металлом в печи, кВт,

Q_{ycв т} = Q₄- Q_{yсв Fe}, кВт, (92)

где Q_{yсв Fe} - тепло, усвоенное металлом от окисления железа,

Q_{yсв Fe} = Q₃ – Q₈, кВт. (93)

Мощность холостого хода:

М_хх =(Q₆ +Q₇ +Q₉+Q₁₀)/η _кит, кВт. (94)

Удельный расход тепла

b = М_общ·3600/G, кДж/кг. (95)

Удельный расход условного топлива:

b_усл= b· /29300, кДж/кг. (96)

Коэффициент η полезного действия печи:

η = (Q_{ycв т} / М_общ) ·100 %. (97)

Аэродинамический расчет

Расчет дымового тракта

Эскиз дымового тракта методической печи приведен на рис. 7.

При расчете дымового тракта потери давления на преодоление сопротивления трения газов о стенки рабочего пространства печи не учитываются.

Потери давления в вертикальных каналах

Приведенная скорость дымовых газов при выходе из печи ω ₀

ω ₀= m·B·V_г/(D·h_мeт), м/с, (98)

где m = 0, 7 - коэффициент, учитывающий потери дыма на выбивание.

Рис. 7. Эскиз дымового тракта.

Приведенную скорость в вертикальных каналах w_верт рекомендуется принять равной 2, 5 м/с, тогда сечение одного канала:

F_верт = m·B·V_г/(2, 5·n), м², (99)

где n - количество каналов (n = 2 - 3).

После выбора размеров канала F_верт = а_верт·b_верт, рассчитывается эквивалентный диаметр канала:

d_э = 4· F_верт /(2· ( а_верт + b_верт)), м. (100)

Высоту канала l_верт принять равной 4 м.

Потери на трение в вертикальном канале:

, Па, (101)

где μ - коэффициент трения (μ = 0, 05); ρ _г - плотность дымовых газов при нормальных условиях, кг/м³;

β - коэффициент объемного расширения газа, β = 1/273 ^оС^-1.

Местные потери давления при входе газового потока в вертикальные каналы:

(102)

где , - коэффициент местного сопротивления, взятый из приложения 11.

Потери на преодоление геометрического напора:

(103)

Потери давления в борове

Подсосом воздуха в борове пренебрегаем. Приведенная скорость дымовых газов ω _бор остается равной 2, 5 м/с. Тогда сечение борова:

F_бор= m ·B·V_г/ ω _бор, м². (104)

Выбирая ширину борова больше ширины вертикальных каналов а_верт< а_бор, определяем второй размер:

b_бор = F_бор / а_бор, м. (105)

Эквивалентный диаметр борова:

d_э= 4·Р_бор/(2· (а_бор+ b_боp)), м. (106)

Принимаем длину борова l_бор от вертикальных каналов до трубы 20 м, в том числе до рекуператора 10 м,

l_бор1 = l_бор2= 10 м.

Падение температуры дымовых газов от вертикальных каналов до рекуператора составляет 20 ^оC на 1 м длины борова, тогда температура перед рекуператором равна

t_peк1= t_yx - 2·l_борl, ^оC. (107)

Средняя температура на участке:

t_бор1 = 0, 5· (t_yx + t_peк1), ^оC. (108)

Температура дымовых газов на выходе из рекуператора t_рек2 = 550 - 650.

Падение температуры дымовых газов от рекуператора до дымовой трубы составляет 1 ^оC на 1 м длины борова, тогда температура перед трубой равна

t_т_p1 = t_pек2 – l·l_бо_p2, ^оC. (109)

Средняя температура на участке:

t_бор2 = 0, 5· (t_peк2 + t_тp1), ^оC. (110)

Потери давления на преодоление трения:

, Па. (111)

Местные потери давления при двух поворотах на 90° на пути от вертикальных каналов до рекуператора:

, Па. (112)

Потери давления в рекуператоре ∆ Р_рек складываются из потерь энергии на внезапное расширение при входе, потерь на внезапное сужение при выходе из рекуператора и потерь давления при поперечном омывании дымовыми газами пучка труб. Не выполняя расчета, принять:

∆ Р_рек = 60 - 100 Па.

Местные потери давления при повороте на 90° на входе в дымовую трубу:

, Па. (113)

Общие потери при движении продуктов горения из рабочего пространства печи к основанию дымовой трубы:

∑ ∆ P = ∆ P_{тр верт} + ∆ P_{м верт} + ∆ P_{геом верт} + ∆ P_{м бор 1} + ∆ P_{тр бор}+ ∆ P_{м бор 2} + ∆ P_рек.

Расчет дымовой трубы

Действительное разрежение, создаваемое трубой, должно быть на 30 – 50 % больше расчетной потери давления в тракте:

∆ P_разр = 1, 3 – 1, 5·∑ ∆ P.

По приложению 12 приблизительно определяется высота трубы.

Падение температуры газов составляет 1 – 1, 5 °С на 1 м трубы, зная высоту, находят температуру в устье трубы t_тр2 и среднюю температуру газов в трубе:

t_тр= 0, 5· ( t_{тр 1}+ t_{тр 2}), ^оС (114)

Приведенную скорость газов в устье дымовой трубы принимают ω _{тр 2}= 3, 0 – 4, 0 м/с.

Тогда диаметр в устье:

d_{тр 2}= (4·m·B·V_г/(π · ω _{тр 2}))^{0, 5}, м. (115)

Из практических соображений d_{тр 2} принимается не менее 0, 8 м. Диаметр трубы у основания:

d_{тр 1}= 1, 5· d_{тр 2}.

Средний диаметр трубы:

d_тр= 0, 5· ( d_{тр 1}+ d_{тр 2}).

Приведенная скорость дымовых газов у основания трубы:

ω _{тр 1}= (4·m·B·V_г/(π ·d_{тр 1}))^{0, 5}, м/с (116)

Высота дымовой трубы:

где P_min - барометрическое давление, минимальное для данной местности, кПа (99 кПа);
P₀ - нормальное атмосферное давление (101, 32 кПа).

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒