Курсовая работа: Методическая четырехзонная печь

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство образования Российской Федерации
Магнитогорский Государственный Технический Университет
студент группы ТМБВ-05-01 Резов М.Г.
4. Определение времени нагрева металла.
5. Определение основных размеров печи.
6. Составление теплового баланса печи.
12. Технико-экономические показатели печи.
13. Список использованной литературы.
Нагревательные толкательные печи характеризуются противоточным движением нагреваемого металла и продуктов сгорания, а так же наличием в начале печи (со стороны посада металла) развитой не отапливаемой методической зоны, вследствие чего их часто называют методическими печами.
Методические печи по числу зон нагрева могут быть двух-, трёх - и многозонными с односторонним и двусторонним нагревом металла. При трёхзонном режиме нагрева имеются три теплотехнические зоны, по ходу металла: методическая, в которой повышается температура, сварочная с высокой постоянной температурой и томильная с постоянной температурой, близкой к заданной конечной температуре поверхности металла. Металл толщиной до 100 мм нагревают с одной стороны в печах без нижнего нагрева, а толщиной больше 100 мм - с двух сторон (с нижним нагревом).
Большое значение для работы методических печей имеет способ выдачи металла из печи. Различают торцевую и боковую выдачу металла. При торцевой выдаче необходим толкатель, который и выполняет роль выталкивателя.
Конструкцию методических печей выбирают в зависимости от типа стана и вида топлива. Тип стана определяет производительность печей толщину применяемой заготовки, температуру нагрева металла и его сортамент. От вида используемого топлива зависит конструкция горелочных устройств и применение рекуператоров. При использовании трёх зонных методических толкательных печей на среднесортных и крупносортных станах под печи выполняют прямым, с торцевой подачей и выдачей металла.
Рассчитаем процесс горения природного газа следующего состава:
СО2 = 2,5%; СН4 = 84,0%; С2Н6 = 4,0%; С3Н8 = 3,0%; С4Н10 = 3,5%;
Коэффициент расхода воздуха α =1, 20
Температура подогрева воздуха tв0 = 400 0С
Низшую теплоту сгорания топлива, Qнр.
Расход воздуха на горение: - теоретический L0
3. Расход продуктов горения: - теоретический V0
5. Температура горения топлива, tж.
Коэффициент перерасчета сухого на влажный газ:
Теоретический расход воздуха на горение 1 м3 газа:
Определим количество продуктов горения при α = 1,0
Определим количество продуктов горения при α =1,2
Действительный выход влажных продуктов горения м3/м3
Определим процентный состав влажных продуктов горения при α =1.0
Найдем процентный состав продуктов сгорания при α = 1,2;
Проверим правильность расчета составлением материального баланса:
Определим низшую теплоту сгорания топлива (Qnp) ^
Начальная энтальпия продуктов сгорания для расчета температур жаропроизводительной и калориметрической iж0; ik0^
Определим температуру жаропроизводительности (tж0);
Зададимся tж0 = 2000 0С, найдем q = ip, где р – массовая доля компонента в продуктах горения и I – теплосодержание компонента (из табл)
Зададимся tж0 = 2100 0С, тогда составит
Определим калориметрическую температуру горения (tk0)
Зададимся tk0 = 21000С, тогда q=im составит
Пусть tk0 = 20000С, тогда q=im составит
Действительная температура горения:
Где η-пирометрический поправочный коэффициент для методических печей
Выберем температурный график процесса нагрева. Температуру уходящих из печи газов примем равной 8000С, а температуру в томильной зоне на 500С выше, чем температуру нагрева металла, то есть 12300С. На основании выше изложенного действительная температура горения 1315 0С.
Методическую зону условно разделим на 3 участка и усредним температуру в печи в пределах каждого из них. Для предварительного определения основных размеров печи зададимся величиной напряженности Н габаритного пода, H=P/F=500 кг/м2. тогда площадь пода будет равна F=120000/500=240 м2
Выполняем печь с однорядным расположением заготовок;
Ширина печи В= l+δ2=4,3+2*0,28 =4,86м
Где δ – зазор между заготовками и стенами печи.
Рис.1 Температурный график нагрева печи
I-V – температурные участки методической печи:
1 - температура печи: 2 - температура поверхности металла.
Для определения степени развития кладки ω примем высоту печи h равной:
- в методической зоне нагрева – 1,0 м;
- в сварочной зоне нагрева – 2,0 м;
- в томильной зоне нагрева – 1,3 м;
Тогда степень развития кладки по зонам будет равной:
Эффективная толщина газового слоя для каждой из зон печи находим из выражения:
F - суммарная площадь стен, свода и пода данной зоны, м2;
η - поправочный коэффициент, равный 0,9.
Для методической зоны с длиной Lм эффективная толщина газового слоя
Определяем время нагрева для I участка методической зоны.
определим величину коэффициента Ск. г. м.:
Коэффициент теплоотдачи излучением на первом участке методической зоны будет равен при tпов=(20+300) /2=1600С
Для определения критерия Вi и коэффициента температуропроводности находим из приложений VI иVII коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 1600С):
Отсюда для двухстороннего нагрева критерий Вi будет равен:
Из величины критерия Вi следует, что на первом участке методической зоны заготовки греются как тонкое тело и время нагрева следует определять по формуле:
поскольку тонкое тело греется без перепада t0 по сечению, средняя температура по сечению металла к концу I участка нагрева составит 3000С.
Определим время нагрева для II участка методической зоны:
определим величину коэффициента Ск. г. м.:
Для определения критерия Вi и коэффициента температуропроводности находим из приложений VI иVII коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 4500С):
Отсюда для двухстороннего нагрева критерий Вi будет равен:
На данном участке заготовка греется как массивное тело. Определим величину температурного критерия для поверхности металла.
По номограмме для поверхности пластины по значениям Bi и
Находим величину критерия Фурье. F0=0,8
Коэффициент температуропроводности будет равен
Определим температуру центра металла, к концу нагрева на II участке методической зоны, для чего по значениям F0=0,8 и Bi=0,5, пользуясь номограммой для центра пластины, найдем:
Определим время нагрева в первой сварочной зоне (участок III)
определим величину коэффициента Ск. г. м.:
Для определения критерия Bi и коэффициента температуропроводности α находим из приложения VI и VII
Коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 740 0С):
Коэффициент температуропроводности будет равен
Для двухстороннего нагрева критерий Bi будет равен
Определяем величину температурного критерия для поверхности металла.
По номограмме для поверхности пластины находим величину критерия Фурье. F0=0,4, отсюда
По номограмме для центра пластины по значениям F0 и Bi найдем
Определим время нагрева в сварочной зоне (IV участок)
Принимаем степень черноты металла определим величину коэффициента Ск. г. м.:
Для определения критерия Bi и коэффициента температуропроводности α находим из приложения VI и VII
Коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 1000 0С):
На данном участке заготовка греется как массивное тело. Определим величину температурного критерия для поверхности металла.
Коэффициент температуропроводности будет равен
По номограмме для поверхности пластины находим величину критерия Фурье. F0=0,8
По номограмме для центра пластины по значениям F0 и Bi найдем
Определим время выдержки (томления), пользуясь номограммой. Разность температур по сечению металла в начале выдержки составит:
Определим допустимую разность температур в конце выдержки, учитывая условие 2000С на 1м толщины заготовки;
Средняя температура поверхности металла по толщине в зоне выдержки равна:
Находим коэффициенты теплопроводности и теплоемкости (по средней температуре металла на участке 11110С):
Коэффициент температуропроводности будет равен:
Таким образом время пребывания металла в печи составит:
Для обеспечения заданной производительности 120т/ч
В печи постоянно находится следующее количество металла.
При однорядном расположении заготовок:
Ширина печи В= l+δ2=4,3+2*0,28 =4,86м
Высоту печи принимаем ту, что была принята при предварительном расчете.
Всю длину печи делим на зоны пропорционально времени нагрева:
Напряженность габаритного пода печи
Т. е значение близко к тому, которое задавалось при предварительном расчете.
Выберем для печи следующую футеровку:
Свод подвесного типа из шамота класса А, толщиной 300 мм, стены двухслойные (шамот класса А δ = 3345 мм). И тепловая изоляция из диатомита δ = 115 мм, под томильной зоны трехслойный (тальк δ = 230 мм, шамот класса Б δ = 230 мм, диатомит δ = 115 мм).
Выполняем конструктивную разработку печи. В данном примере расчета это сделать не возможно. При составлении теплового баланса печи приходилось отпускать некоторые статьи расхода тепла, не превышающие 5% всего расхода.
где В - искомый расход топлива, м/ч3
тепло, вносимое подогретым воздухом:
тепло экзотермических реакций (примем угар 1%, теплота сгорания железе 5650кДж/кг)
При составлении теплового баланса опущены следующие статьи расхода:
А) потери тепла излучением через открытые окна;
Б) потери от химической неполноты сгорания;
В) потери от механической неполноты сгорания.
1. тепло, затрачиваемое на нагрев металла:
2. тепло, уносимое уходящими газами. Определим теплоемкость дымовых газов при tух =8000С;
3. потери тепла через кладку теплопроводностью.
Толщина свода 0,3 м, материал шамот. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна температуре газов.
Если считать, что температура наружной поверхности кладки около 500С, то средняя температура огнеупорного материала свода ~5900C.
По этой температуре выбираем коэффициент теплопроводности шамотного материала:
Таким образом, потери через свод составляют:
где α – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стен к окружающему воздуху, равный 71,2 кДж/(м2*ч*0С)
Потери через стены. Кладка стен выполнена двухслойной (шамот 345 мм, диатомит 115 мм)
При линейном распределении температуры по толщине стены средняя температура шамота будет равна 5500С, а диатомита 1500С.
4. Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаем равным 10% Qх прихода, то есть Qх+Qр
5. Неучтенные потери принимаем в размере 15% Q прихода тепла
Составим уравнение теплового баланса печи
Тепловой баланс печи сведем в табл.1; 2
1. Тепло, получаемое от сгорания топлива
2. Тепло, вносимое подогретым воздухом
Тепло затрачиваемое на нагрев металла
Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла составит
Принимаем, что в печи установлены горелки типа «труба в трубе».
В сварочных зонах 16 штук, в томильной 4шт. общее количество горелок 20шт. Определим расчетное количество воздуха приходящее на одну горелку.
ТВ - 400+273=673 К - температура подогрева воздуха;
Давление воздуха перед горелкой принимаем 2,0 кПа. Следует что, требуемый расход воздуха обеспечивает горелка ДБВ 225.
Определим расчетное количество газа на одну горелку;
ТГ =50+273=323 К - температура газа;
Для подогрева воздуха проектируем металлический петлевой рекуператор из труб диаметром 57/49,5 мм с коридорным расположением их шагом
Часовой расход топлива В=2667 кДж/ч;
Расход воздуха на 1 м3 топлива Lα = 13,08 м3/м3;
Количество продуктов сгорания от 1 м3 горючего газа Vα =13,89 м3/м3;
Температура подогрева воздуха tв = 4000С;
Температура уходящих газов из печи tух=8000С.
Часовое количество дыма, проходящего через рекуператор с учетом потерь дыма на выбивание и через обводной шибер и подсоса воздуха.
Коэффициент m, учитывая потери дыма, принимаем 0,7.
Коэффициент , учитывающий подсос воздуха в боровах, примем 0,1.
Температура дыма перед рекуператором с учетом подсоса воздуха;
где iух – теплосодержание уходящих газов при tух=8000С
Этому теплосодержанию соответствует температура дыма tД=7500С. (см. Рис.67(3))
5. Температура дыма за рекуператором
Где - теплосодержание воздуха при tВ=4000С;
- теплосодержание холодного воздуха
- коэффициент, учитывающий тепловые потери рекуператора в окружающую среду равный 0,9.
Этому теплосодержанию соответствует температура дыма tД=4400С.
коэффициент теплопередачи в рекуператоре
где, α` - коэффициент теплопередачи на дымовой стороне;
где, - коэффициент теплоотдачи излучением,
- коэффициент теплоотдачи конвекцией.
Определим эффективную толщину газового слоя S
Средняя температура дыма в рекуператоре
При tД=5950С, S=0, 193 и αизл=9 Вт/(м2град)
Общий коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне
Коэффициент теплоотдачи на воздушной стороне
Средняя поверхность нагрева одного трубного элемента
Средняя длина одного трубного элемента
Число труб в ряду перпендикулярные движению дыма
Число труб по ходу дыма в каждой секции рекуператора
Определим радиус Rср трубы длиной Lср.
Следовательно, высота рекуператора равна
1. Количество продуктов реакции горения тракта VД = 37044 м3/ч
2. Плотность дымовых газов PД=1,24 кг/м3
3. Размеры рабочего пространства в конце печи 4,86 х 1,3 м
4. Температура дыма в конце печи 1073К
5. Температура дыма в вертикальных каналах
6. Падение температуры дыма в рекуператоре складывается из потерь:
В) на преодоление геометрического напора (разряжение)
Скорость движения дымовых газов в конце печи с четом уменьшения сечения рабочего пространства печи за счет нагревающихся заготовок, толщиной а=0,37 м, составит:
Скорость движения в вертикальных каналах принимаем равной
Тогда площадь сечения каждого канала
где, n=6 число вертикальных каналов.
Размеры вертикальных каналов принимаем следующими:
И высота Hверт= 3 м; тогда приведенный диаметр равен
Потери давления на трение составляют:
Потери давления в канале при повороте из печи в вертикальные каналы на 900 с сужением.
Потери на преодоление геометрического давления составляют:
Суммарные потери давления в вертикальных каналах:
Определим потери давления при движении дымовых газов от вертикальных каналов до рекуператора, которые складываются из потерь при повороте на 900 с изменением сечения при входе в боров, потерь на трение и поворот на 900 в борове без изменения сечения, то есть:
Скорость движения дыма в борове принимаем
Высоту борова принимаем равной h=2м. Ширина борова
Принимаем падение температуры дыма 2К на 1 м длины борова. При длине борова от вертикальных каналов до рекуператора 11м, падение температуры дыма равно 22К. Температура дыма перед рекуператором составляет:
Потери давления при повороте борова на 900
Где, для случая (см. приложение V,6)
Суммарные потери давления на участке от вертикальных каналов до рекуператора составят:
Потери в рекуператоре складываются из потерь при внезапном расширении на входе в камеру рекуператора, потерь при внезапном сужении при выходе из камеры рекуператора и потерь давления при поперечном омывании дымом коридорного пучка труб.
Размеры камеры для установки рекуператора равны:
Температура дыма на выходе в рекуператор на выходе:
Скорость движения дыма в рекуператоре принимаем равной, :
Число рядов труб по ходу дыма n=2*15=30 шт.
Потери давления при внезапном расширении (изменении скорости) при входе в рекуператор
Где, для случая (см. приложение V,6)
При поперечном омывании дымом коридорного пучка труб
α=0,11; β=1,0 коэффициенты, определяемые по рис112(5)
х1=2d; х2=2d шаг пучка труб перпендикулярно и по ходу дыма соответственно.
Потери давления при сужении на выходе из камеры рекуператора в боров
Где, для случая (см. приложение V,6)
Скорость движения дыма в камере рекуператора за трубами составляет:
Потери давления в рекуператоре составляют:
Определим потери давления на участке от рекуператора до шибера.
Принимаем падение температуры дыма на этом отрезке 1,5К на 1 м длины борова (длина борова 6 м). Тогда средняя температура на этом участке составит:
При этом же сечении борова, что и до рекуператора, потери на трение составляют:
Общие потери давления при движении продуктов сгорания от рабочего пространства до шибера составляют:
Рис.2 Схема дымового тракта методической печи: l-печь; 2-вертикальные каналы; 3-рекуператор; 4-боров; 5-шибер; 6 - труба дымовая.
Определим высоту дымовой трубы, предназначенной для удаления продуктов сгорания из методической нагревательной печи. Общая потеря давления при движении дымовых газов.
Температура дыма перед трубой ТГ1=704К.
Температура окружающего воздуха ТВ=293К
Количество продуктов сгорания, проходящих через трубу:
Найдем площадь сечения устья трубы, принимая скорость движения дыма в устье равным
Диаметр основания трубы находим из соответствия
Скорость движения дымовых газов в основании трубы составляет:
Действительное разряжение, создаваемое трубой должно быть на 50-60%
больше потерь давления дымовых газов, то есть
Определим температуру газов в устье трубы, для чего ориентировочно принимаем по графику(рис.3) высоту дымовой трубы Н= 50м.
Падение температуры для кирпичной трубы принимаем равной 1,0-1,5К на
Тогда температура газов в устье трубы равна:
Средняя скорость движения дымовых газов в трубе составляет:
Коэффициент трения для кирпичных труб примем равным
Для вентилятора воспользуемся таблицей выбора вентиляторов рис.8ст.50(6).
По характеристикам, соответствующим параметрам печи (часовым расходом воздуха Vв=2667 м3/ч и давлением перед горелками 4кПа) выбираем вентилятор ВВД-5 с клиноременной передачей.
1. Кривандин В.А., Марков Б. л. Металлургические печи. М; Металлургия, 1977.46 с.
2. Мастрюков Б.С. Расчет металлургических печей.
3. Тайц Н.Ю., Розенгарт Ю.И. Методические нагревательные печи. М Металлургиздат, 1964.408 с.4. Тымчак В.Н. Гусовский В.Л. Расчет нагревательных и термических печей. Справ. Изд. М; Металлургия, 1983, 480 с.
4. Детали машин. Атлас конструкций под редакцией Решетова Д.Н. М. Машиностроение, 1979 г.

Название: Методическая четырехзонная печь
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа
Добавлен 18:59:18 05 марта 2009 Похожие работы
Просмотров: 2074
Комментариев: 10
Оценило: 3 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Здравствуйте! Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" работа...) - обращайтесь: VSE-NA5.RU Поможем Вам с выполнением учебной работы в самые короткие сроки! Сделаем все быстро и качественно. Предоставим гарантии!
Ребятки, кто на FAST-REFERAT.RU будет заказывать работу до 26го мая - вводите промокод iphone, и тогда будете учавствовать в розыгрыше iphone xs)) сам только что узнал, что у них такие акции бывают (п.с. кстати не удивляйтесь что вас перекидывает на сайт с другим названием, так и должно быть)
Мне с моими работами постоянно помогают на FAST-REFERAT.RU - можете просто зайти узнать стоимость, никто вас ни к чему не обязывает, там впринципе всё могут сделать, вне зависимости от уровня сложности) у меня просто парень электронщик там какой то, тоже там бывает заказывает))
Спасибо, Оксаночка, за совет))) Заказал курсач, отчет по практике, 2 реферата и дипломную на REFERAT.GQ , все сдал на отлично, и нервы не пришлось тратить)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Методическая четырехзонная печь
Реферат: Земская реформа 1864 года. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная Работа На Тему Проектирование Информационной Системы Финансирования Предприятия
Реферат по теме Информационная модель предприятия
Всероссийские Конкурсные Сочинения 2022
Ресурсный Потенциал Предприятия Курсовая Работа
Эмоциональная Сфера Дошкольника Курсовая
Реферат: Необходимая оборона, понятие, признаки, условия правомерности
Курсовая работа по теме Понятие, признаки, состав и виды правонарушений
Добавить 1 ст.л. (15мл) гхи или масла, постоянно помешивая,
Реферат На Тему Государственный Кредит В Украине
Описание Пушкина Сочинение
Контрольный Норматив Бег На 100 Метров Реферат
Реферат: Аспекты кибермаркетинга, проблематика, динамика развития и перспективы
Я И Другие Раскольников Сочинение
Реферат по теме Государственная молодежная политика как важнейшее направление деятельности государства
Дипломная работа по теме Система ведения путевого хозяйства
Курсовая работа: Общая характеристика преступлений в сфере компьютерной информации. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Повышение эффективности деятельности строительного предприятия за счет выпуска нового вида продукции в рамках диверсификации и за счет внутренних резервов
Дипломная работа по теме Оценка эффективности комплексной физической реабилитации женщин в период беременности
Антоновские Яблоки Аргументы К Сочинению
Статья: О предмете трудового законодательства субъектов Российской Федерации
Реферат: Использование антибиотиков в сельскохозяйственном производстве США и стран Европейского Сообщества
Реферат: Религии Китая