Выбор размеров и количества топливосжигающих устройств

4.1 Томильная зона

В этой зоне для осуществления выдержки с целью выравнивания температуры по сечению заготовки необходимо иметь одинаковую температуру газов по всему объему. Для осуществления этого требования стремятся располагать горелки в торце зоны как можно чаще по ширине печи, выдерживая рекомендуемые расстояния между осями горелок.

При ширине печи D=2, 6 м устанавливаем 3 горелки, расстояние между осями которых составит 0, 8 м.

При общем расходе топлива в зоне III

В_ш=0, 03 м³/с производительность одной горелки составит

b_г0= В_ш /3=0, 03/3=0, 013 м³/с.

Объем газа при действительных условиях составит:

b_г= b_г0(1+β t_г)=0, 013(1+188/273)=0, 02 м³/с.

Объем воздуха, подаваемого в горелку при действительных условиях:

V_в=L_α · b_г0(1+ β t_г)=10, 838· 0, 013(1+300/273)=0, 16м³/с.

Диаметр газового сопла d_гпри допустимой скорости газа при действительных условиях W_г=80 м/с составит:

Округляем до d_г=18 мм

Определяем диаметр носика горелки d _нг при допустимой действительной скорости смеси W_см=25…30 м /c:

Выбираем горелку ДВБ 110

Давление газа перед горелкой должно составлять Р_г = 5 кПа,

а давление воздуха Р_в= 2 кПа.

4.2 Верхняя сварочная зона

Полагаем, что в верхней сварочной зоне должно быть размещено 2 горелки с расстоянием между осями 1 м. Тогда расход топлива на одну горелку составит:

b_г= b_г0(1+β t_г)=0, 013 м³/с.

Количество воздуха, подаваемого в горелку при действительных условиях:

V_в= L_α · b_г0(1+ β t_г)=12, 95· 0, 055(1+300/273)=1, 49 м³/с.

Диаметр газового сопла d_г при допустимой скорости газа при действительных условиях W_г=80 м/с составит:

Определяем диаметр носика горелки:

Округляем до =300 мм.

Выбираем горелку ДВБ 275.

При относительной длине факела l_ф / ≈ 25 таких горелок, определяем длину факела у выбранной нами горелки l_ф=25 =25· 0, 3=7, 5 м.

Факелы горелок верхней сварочной зоны, направленные под углом 25 градусов к поверхности нагреваемого металла, обладают свойством настильности, что увеличивает их абсолютную длину на 20...25 %.

Окончательная длина факела верхних горелок сварочной зоны составит l_ф0=1, 2 · 7, 5=9,

что почти полностью совпадает с рассчитанной длиной зоны II 6, 6 м². Поэтому для установки принимаем выбранные горелки ДВБ 275.

Давления воздуха и газа перед горелками верхней части зоны II должны быть такими же, как и перед горелками III зоны.

4.3 Нижняя сварочная зона

Полагаем к установке 2 горелки, тогда расход топлива на одну горелку составит:

b_г0= В_низ(2· 3600)=394 ∕ 2· 3600=0, 055 м³/с.

Объем газа при действительных условиях:

b_г= b_г0(1+β t_г)=0, 055(1+20/273)=0, 059 м³/с.

Количество воздуха, подаваемого в горелку при действительных условиях:

V_в=L_α · b_г0(1+ β t_г)=12, 04· 0, 055(1+300/273)=1, 51 м³/с.

Диаметр газового сопла d_г при допустимой скорости газа при действительных условиях W_г=80 м/с составит:

Определяем диаметр носика горелки:

Округляем до =300 мм.

Выбираем горелку ДВБ 275.

При относительной длине факела l_ф / ≈ 25 таких горелок, определяем длину факела у выбранной нами горелки l_ф=25 =25· 0, 3=7, 5 м.

Факелы горелок верхней сварочной зоны, направленные под углом 25 градусов к поверхности нагреваемого металла, обладают свойством настильности, что увеличивает их абсолютную длину на 20...25 %.

Окончательная длина факела верхних горелок сварочной зоны составит l_ф0=1, 2 · 7, 5=9.

Однако в этой части печи также может присутствовать эффект настильности факела, хотя в меньшей степени, чем вверху, из-за незначительного угла наклона горелок к горизонту. Поэтому выбор горелок для низа печи считаем верным. Давление воздуха и газа перед горелками ДВБ 275 должно быть таким же, как перед верхними.

Заключение

Нагревательная печь является теплотехническим агрегатом, предназначенным для осуществления определенного технологического процесса. Основная теплотехническая задача таких печей – передать тепло нагреваемому металлу или отнять тепло у нагретого металла в соответствии с технологией его нагрева или термической обработки. Таким образом, определяющим процессом для печного агрегата является теплопередача к металлу, подвергаемому тепловой обработке, и именно расчет этой теплопередачи есть основа расчета нагревательной печи.

Теплопередача к металлу в печах происходит излучением и конвекцией, в распространении тепла внутри металла – теплопроводностью.

Список литературы

1. Теплотехнические расчеты металлургических печей / Я.М. Гордон, Б.Ф. Зобнин, М.Д. Казяев и; под ред. А.С. Телегина. – М.: Металлургия, 1993 – 368 с.

2. Теплотехнические расчеты металлургических печей / Б.Н. Китаев, Б.Ф. Зобнин, В.Ф. Ратников и; под ред. А.С. Телегина. – М.: Металлургия, 1970 – 528 c.

3. Теплотехника металлургического производства. Т.2 Конструкция и работа печей / В.А. Кривандин, В.В. Белоусов, Г.С. Сборщиков под ред. В.А. Кривандина – М.: МИСИС, 2001 – 736 с.

4. Сожигательные устройства нагревательных и термических печей. Справочник. В.Л. Гусовский, А.Е. Лифшиц, В.М. Тымчак – М.: Металлургия, 1981. – 272 с.

5. Дипломное и курсовое проектирование теплотехнических агрегатов: методические указания к оформлению дипломных и курсовых работ /Н.Б. Лошкарёв, А.Н. Лошкарёв, Л.А. Зайнуллин – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2007. – 50 с.