Введение. Тема: «Расчет тепловой работы методической толкательной печи»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Расчет тепловой работы методической толкательной печи»

Руководитель: Лошкарев

Студент: Шевченко В.В.

Группа: Мт-320603

Екатеринбург

Задание на курсовое проектирование

Рассчитать тепловую работу трехзонной толкательной методической печи для нагрева слитков спокойной стали (Ст3, нержавеющая) среднего сечения S x S, длиной L от начальной температуры t_нач = t_м0 до конечных температур: верхней поверхности t_п.3 и нижней t_п.н.3. Производительность печи P. Угар металла p_уг. Температура подогрева воздуха t_в.

В результате расчетов определить время нагрева слитка, расход топлива, длину пода и основные показатели работы печи, выбрать тип горелок и их количество для каждой зоны.

Реферат

Пояснительная записка объемом 38 страницах, 12 приложений. В данной работе рассчитывается трехзонная толкательная методическая печь для нагрева слитков спокойной стали. Производительность рассчитываемой печи составляет 25 т/ч. Печь обогревается продуктами сгорания смеси природно-доменного газа.

Оглавление

Оглавление. 4

Введение. 7

1. Расчет горения топлива. 9

1.1 Исходные данные. 9

1.2 Пересчет состава газа на рабочую (влажную) массу. 9

1.3 Расчет количества кислорода и воздуха для сжигания 1 м³ газа. 9

1.4 Расчет объема и состава продуктов сгорания при сжигании 1 м³ газа. 10

1.5 Расчет теплоты сгорания природного газа. 11

1.6 Расчет температур горения. 11

2 Определение тепловых потоков и температур металла по длине печи. 12

2.1 Определение теплового потока и температур металла в сечении 2. 12

2.2 Определение теплового потока в сечении 0. 14

2.3 Определение тепловых потоков и температуры металла в сечении 1. 14

2.4 Расчет зоны III 17

2.5 Определения длины печи отдельных зон. 18

3. Определение расхода топлива и основных показателей работы печи. 18

3.1 Полезная затрата теплоты.. 18

3.2 Потери теплоты теплопроводностью через кладку печи. 18

3.3 Потери теплоты излучением через открытые окна. 20

3.4 Потери теплоты с охлаждающей водой. 20

3.5 Потери теплоты с уходящими газами. 22

3.6 Определение теплоты экзотермических реакций. 22

3.7 Расход топлива, основные показатели и таблица теплового баланса печи 22

3.8 Определение расходов топлива по зонам. 24

4 Выбор размеров и количества топливосжигающих устройств. 25

4.1 Томильная зона. 25

4.2 Верхняя сварочная зона. 26

4.3 Нижняя сварочная зона. 27

Заключение. 28

Список литературы.. 29

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 30

it- диаграмма. 30

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 31

Значения коэффициента и поправок для расчета характеристик горения топлив приближенным методом. 31

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 31

Состав продуктов горения некоторых топлив. 31

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. 32

Теплосодержание продуктов сгорания топлив I-III группы.. 32

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. 32

Средняя теплоемкость газообразного воздуха и топлива. 32

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. 33

Значение степени черноты в функции от температуры.. 33

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. 34

Предварительные значения степени черноты в функции от температуры.. 34

ПРИЛОЖЕНИЕ 8. 35

Значение поправочного множителя к степени черноты водяного пара. 35

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. 35

Отношение толщины заготовки, прогреваемой сверху, к общей толщине в зависимости от распределения мощности. 35

ПРИЛОЖЕНИЕ 10. 36

Средняя теплоемкость и теплопроводность сталей. 36

ПРИЛОЖЕНИЕ 11. 36

Рекомендуемые значения в зависимости от температуры внутренней поверхности кладки. 36

ПРИЛОЖЕНИЕ 12. 37

Рекомендуемые плотности теплового потока на поверхности водоохлаждаемых подовых труб. 37

Введение

Тепловой и температурный режимы методических печей неиз­менны во времени. Вместе с тем температура в методических пе­чах значительно меняется по длине печи. Характер изменения температуры по длине печи определяет количество и назначение зон печи. Металл поступает в зону наиболее низких температур и. продвигаясь навстречу дымовым газам, температура которых все время повышается, постепенно (методически) нагревается.

Первая (по ходу металла) зона с изменяющейся по длине температурой называется методической зоной. В ней металл по­степенно подогревается до поступления в зону высоких темпера­тур (сварочную зону). Во избежание воз­никновения чрезмерных термических напряжений часто необхо­дим медленный нагрев металла в интервале температур от 0 до 550° С. Постепенный нагрев металла в методической зоне обес­печивает безопасный режим нагрева. Вместе с тем методическая зона представляет собой противоточный теплообменник.

Находящиеся в состоянии теплообмена дымовые газы и ме­талл двигаются навстречу друг другу. Металл нагревается ды­мовыми газами, иначе говоря металл утилизирует тепло дымовых газов, отходящих из зоны высоких температур. Общее падение температуры дымовых газов в методической зоне весьма значи­тельно. Обычно в зоне высоких температур методических печей температура держится на уровне 1300—1400°С, в конце же ме­тодической зоны она находится в пределах 750—1000° С. Мето­дическая зона значительно увеличивает коэффициент использо­вания топлива.

Вторая (по ходу металла) зона называется зоной высоких температур или сварочной зоной. Назначение этой зоны — быст­рый нагрев поверхности заготовки до конечной температуры. Температура нагрева металла в методических печах обычно со­ставляет 1150—1250° С. Для интенсивного нагрева поверхности металла до этих температур в сварочной зоне необходимо обес­печивать температуру на 150—250 градусов выше, т. е. температура сварочной зоны должна быть 1300—1400° С.

Третья (по ходу металла) томильная зона (зона выдержки) служит для выравнивания температуры по сечению металла. В сварочной зоне до высоких температур нагревается только по­верхность металла; температура середины металла, естественно, значительно отстает от температуры поверхности. Тем самым создается большой перепад температур по сечению металла, не­допустимый по технологическим требованиям. В томильную зону металл поступает с таким значительным перепадом температур по толщине. Температуру в томильной зоне поддерживают всего на 50—70 град выше необходимой температуры нагрева метал­ла. Поэтому температура поверхности металла в томильной зоне не меняется и поддерживается на достигнутом в сварочной зоне уровне; происходит только выравнивание температуры по тол­щине металла.