Расчет времени нагрева проволоки в зоне контролируемого нагрева и определение длины зоны

Температура в зоне t_П= 800°С, начальная температура металла t_М^Н =250°C; конечная температура металла t_М^К = 730°С.

Средняя теплоемкость металла рассчитывается по формуле 2.27:

С_Р=(467, 9-127, 7)*10³/(730-250)=708, 7 Дж/кг°С

t_М^СР=800-(730-250)/ln[ (800-250)/(800-730) ]=567°С

 

Вт/м*К⁴

 

C_ПР=0, 47+3, 5=3, 97 Вт/м²*К⁴

 

Конечный и начальный температурные факторы определяются в зависимости от темпера­туры печи, начальной и конечной температур металла по графикам 1 и 2 из приложения [ ]: для температуры t_П = 800°С;

при t^Н = 250°С x^НМ = 0, 045 К^-3

при t^К = 730°С x^КМ = 0, 095 К^-3

Время нагрева проволоки определяется по формуле 2.26:

 

с

 

Длина зоны рассчитывается по формуле 2.30:

 

l=V*t/60=60*28, 2/60=28, 2 м

 

Общее время нагрева в печи:

t = 28, 2+3, 2=31, 4 с

Общая длина печи:

 

l= 3, 2+28, 2=31, 4 м

 

Внутреннюю ширину рабочего пространства печи рассчитываем по формуле:

 

B = S*(a-l) + 2*b (2.31)

 

где S - расстояние между осями проволоки, 35мм;

а - количество нитей, а = 24;

b - расстояние от стенок до крайних нитей, b = 95 мм

 

В = 35*(24-1) + 2*95 = 995мм=1м

 

Высоту печи в зонах печи принимаем равной 0, 5м.

 

Расчет расхода топлива и воздуха.

Расход топлива определяется по формуле:

 

(2.32)

 

где Q₁ - расход тепла на нагрев проволоки в зоне от t^Н = 250^°С до t^К = 730°C, кДж/час;

Q₅ - расход тепла в окружающую среду теплопроводностью через кладку, кДж/час;

q₁ - физическое тепло, выделяемое при неполном сгорании единицы топлива, кДж/м³

q_В - физическое тепло воздуха, поступающего на горение едини­цы топлива, кДж/м³

q₂ - физическое тепло продуктов сгорания на выходе из зоны, кДж/м'³

 

q_B =L^'*С_В*t_В (2.32)

 

q_B = 4, 76*1, 3*400 = 2475, 2 кДж/м³

 

Рассчитаем производительность печи [ ]:

 

G = V * q * а * 60 * k (2.33)

 

где V - скорость движения проволоки, 60 м/мин;

q - масса одного погонного метра проволоки;

а - количество нитей, 24;

k - коэффициент использования оборудования, 0, 95

G = 60*0, 024*24*60*0, 95=1969, 92 кДж/ч;

i^Н=127, 7кДж/ч; i^K =467, 9 кДж/ч

 

Q₁= 1969, 92* (467, 9-127, 7) = 670166, 8 кДж/ч

q₂ = V'_ОБЩ*С_В*t_В (2.34)

 

q₂ = 6, 74*1, 52*900 = 9261, 36 кДж/м³

 

Определение потерь тепла кладкой печи

Определение потерь тепла кладкой печи выполняем по следующим расчетам:

Длина печи 1 =31, 4м

Ширина печи в = 2м

Высота печи h = 0, 5м

Количество слоев 2

Температура печи 900°С

Температура наружной поверхности 20°С

Толщина первого слоя кладки S_ПЕР= S_ЗАД = S_БОК= S_СВОД = S_ПОД=115 мм

Материал - легковес шамотный ШЛ-1, 0, теплопроводность при t=0°С а = 0, 35; коэффициент прироста теплопроводности за t°C b = 0, 00035

Толщина второго слоя кладки S_ПЕР= S_ЗАД = S_БОК= S_СВОД = S_ПОД=115 мм

Материал - шамот ультралегковес ШЛ-0, 4, теплопроводность при t=0°C а = 0, 1; коэффициент прироста теплопроводности за t°C b = 0, 00021

Потери тепла через боковые стенки:

Внутренняя площадь стен F_BH1=l*h=31*0, 5=15.5 м²

Внешняя площадь:

 

F_Н1=(l+S_ПЕР+S_ЗАД)*(h+S_СВОД+S_ПОД) (2.35)

 

F_Н1= (31, 4+0, 115+0, 115) * (0, 5+0, 115-0, 115) =23, 09 м²

 

Среднее геометрическое значение:

F=F_Н1*F_ВН1 (2.36)

F = м²

 

Принимаем температуру наружной стенки печи 60°С.

 

l₁= а + b*t (2.37)

l₁= 0, 35 + 0, 00035*20 =0, 357 Вт/м*К

R₁=0, 115/(0, 357*18, 8)=0, 02

 

Для второго слоя: F_BH2 = F_Н1 = 23, 09м²

F_Н2= 23, 09м²

l₂= 0, 1 +0, 00021*20 = 0, 104 Вт/м*К

 

R₂=0, 115/(0, 104*22, 8)=0, 04

 

Суммарное значение теплового сопротивления:

 

R=R₁ + R₂ = 0, 02+ 0, 04 = 0, 06

 

Так как печь двухслойная, то наружная поверхность боковой стены имеет площадь F_Н2= 23, 09 м²

Мощность тепловых потерь определяется по формуле:

 

Вт

 

Находим температуры:

t_H1= 900-13858, 3*0, 02=623°С

t_СР1=(900+623)/2=762°С

t_H2 = 623-13858, 3*0, 04=69°С

t_СР2=(762+69)/2=416°С

Температура наружной стенки печи получилась 69°С, так как температура была принята 60°С, то /D t/ = /60-69/ = 9°С < 10°С, что удовлетворяет условиям.

Потери тепла через под печи считаются аналогично:

 

F_ВН1=В * а (2.38)

 

F_ВН1 = 2*31, 4=62, 8 м²

 

F_Н = 70, 5м²

l₁= 0, 357 Вт/м*К;

R₁=0, 014

Для второго слоя кладки: F_BH2= F_Н1 = 70, 5м²

l₂= 0, 104 Вт/м*К;

R₂ = 0, 017; R = 0, 031;

N = 27500 Вт

t_H1= 900-27500*0, 01=625°С

t_СР1=(900+625)/2=763°С

t_H2= 625-27500*0, 017=158°С

t_СР2=(625+158)/2=392°С

 

Считаем второй цикл:

l₁= 0, 62 Вт/м*К; R₁ = 0, 003; l₂= 0, 18 Вт/м*К; R₂ = 0, 009;

R = 0, 012; N = 67692, 3 Вт

t_H1= 697°С

tcp₁ = 799°С

t_H2=189°C

tcp₂ = 443°С

Считаем третий цикл:

l₁= 0, 63 Вт/м*К; R, = 0, 002; l₂= 0, 19 Вт/м*К; R₂ = 0, 009;

R = 0, 011; N = 80000 Вт

t_Hl =740°С

tcp₁= 820°С

t_H2=100°C

tcp₂ = 420°С

/Dt/ = /10-100/< 10°С, что удовлетворяет условиям, расчет потерь через под печи закоп­чен.

Расчет потерь тепла через переднюю стенку:

F_BH = В * h = 2 * 0.5 = 1 м²

F_Hl = 1, 63 м²

F₁ = 1, 28м²

l₁=0, 357 Вт/м*К; R, = 0, 25

Для второго слоя:

F_ВН2= F_H2 = 1, 63 м²

D₂= 0, 104 Вт/м*К; R₂ = 0.68; R = 0, 93; N = 928 Вт

t_Hl = 698°С

tcp₁= 814°С

t_H2=66°C

tcp₂ = 440°С

Второй цикл расчета:

l₁= 0, 63 Вт/м*К; R₁ =0, 14; l₂= 0, 19 Вт/м*К; R₂ = 0.37;

R = 0, 51; N=1625 Вт

t_Hl = 702°С

tcp₁= 816°С

t_H2=100°C

tcp₂ = 458°С

Третий цикл:

l₁= 0, 64 Вт/м*К; R₁ = 0, 14; l₂= 0, 2 Вт/м*К; R₂ = 0, 35;

R = 0, 49; N= 1685 Вт

t_Hl = 694°С

tcp₁= 812°С

t_H2=104°C

tcp₂ = 458°С D

/Dt/= /100-104/ < 10°C, расчет закончен

Q₅ = N_ПОД + N_{CBO; i}+ 2N_БОK + 2N_CTЕН (2.39)

Q₅=67692, 3+67692, 3+2*13858, 3+2*928=164957, 2Вт = 592196, 3 кДж

 

Расход топлива рассчитывается по формуле 2.32:

 

B'=B*L' (2.40)

B'= 57*4, 76=271, 32 м³/ч

В'п.г. = В * V'дым (2.41)

В'п.г. = 57*6, 77=385, 89 м³/ч

B^" _B = B*L^" (2.42)

B^" _B =271, 32 *1, 16 = 314, 73 м³/ч

B^" _ГГ. = B^'_ГГ * V" дым (2.43)

B^" _ГГ = 271, 32 *1, 65=447, 68 м³/ч = 0, 12 м³/с

Расход воздуха: В_В = B^" _B =314, 73 м³/ч

Тепловой баланс газовой печи малоокислительного нагрева

Все данные сведем в таблицу 11.1.

Таблица 11.1-Тепловой баланс печи малоокислительного нагрева

статьи прихода	%	Статьи расхода	%
Тепло от горения топлива 33452, 5*57=1906792, 5		Тепло, идущее на нагрев проволоки 670166, 8
Физическое тепло нагретого воздуха 2475, 2*57=141086, 4		Физическое тепло отходящих газов 9261, 36*57=527897, 5
		Потери тепла через кладку печи 592196
		Неучтенные потери 4516, 1*57=257412
Итого - 2047878, 9		Итого - 20477672, 3

 

Определим коэффициент полезного действия печи малоокислительного нагрева по формуле:

 

h=Q_n/Q₃*100% (2.44)

h=670166, 8/1906792, 5*100%=35%

 

где Q_n - тепло, идущее на нагрев проволоки;

Q₃- тепло от горения топлива.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cпряжение модальных глаголов в простом прошедшем времени
2. I. Поставьте глаголы в Simple Past и Future Simple, употребляя соответствующие наречия времени. Запишите полученные предложения и переведите их на русский язык.
3. II – Предопределение, избрание и свобода воли
4. IХ.Определение рыночной стоимости затратным подходом
5. А.1 Определение условий выполнения проекта
6. Активные компоненты подобраны таким образом, чтобы максимально тщательно воздействовать на проблемные зоны вокруг глаз и ликвидировать темные круги, припухлости и отечность.
7. Анализ использования рабочего времени и нормирования труда.
8. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОРАЩИВАНИЯ СЕМЯН. Заполнение документов на анализ семян. определение жизнеспособности семян хвойных пород методом йодистого окрашивания
9. Анализ электрокардиограммы: определение интервалов, зубцов, положения электрической оси сердца в грудной клетке.
10. Атрофия: 1) определение и классификация 2) причины физиологической и патологической атрофии 3) морфология общей атрофии 4) виды и морфология местной атрофии 5) значение и исходы атрофии.
11. Библейское определение покаяния
12. Билет 10. Дать определение минерала. Расскажите о происхождении минералов.