2020-01-14
86
Исходные данные
1. Топливо – природный газ из газопровода Шебелинка – Москва, влажность 
2. Окислитель – атмосферный воздух 
, коэффициент расхода воздуха 
3. Температура воздуха перед горелками 
4. Температура топлива перед горелками 
5. Марка стали – ст.10
6. Размеры заготовок в мм 
7. Внутренние размеры рабочей камеры в мм 
8. Размеры садочного окна в мм 
9. Температура нагрева металла 
10. Температура окружающей среды 
11. Облицовка рабочей камеры – двухслойная;
I-й слой толщиной 
из огнеупора магнезитохромита,
II-й слой толщиной 
из диатомита.
Материальный расчёт процесса горения топлива
В материальном расчёте процесса горения топлива определяется равновесный состав и выход продуктов неполного горения топлива, расход окислителя.
При расчёте горения топлива принимается:
температура продуктов горения в рабочей камере
влажность окислителя
,
где 
- относительная влажность атмосферного воздуха, принимаем 
. Абсолютная влажность воздуха при насыщении 
находится по таблице 2.1 [1], температуре 
соответствует 
.
|
|
|
Так как горение топлива осуществляется при 
и хорошем предварительном смешении компонентов горения, то предполагается, что в продуктах горения отсутствует сажистый углерод, метан и другие углеводороды.
Теоретический удельный расход окислителя
Удельный расход окислителя
Уравнения материальных балансов химических элементов имеют вид
для углерода
для водорода
для кислорода
для азота
Здесь 
Константа равновесия реакции конверсии
Константа равновесия может быть определена из приближенного уравнения
отсюда 
Удельные выходы продуктов неполного горения топлива определяют при решении системы уравнений материальных балансов химических элементов соответствующих веществ.
=> 
Общий объём продуктов горения
Расчёт производительности печи
Для расчёта коэффициента излучения 
и производительности нагревательной печи необходимо определить теплофизические характеристики стали.
По составу марки стали (прил.2) [1] рассчитываются плотность 
, энтальпия 
и коэффициент теплопроводности 
.
Для заданного состава стали, расчет ведётся по формуле:
где поправка 
на содержание химических элементов в стали 
, % из таблицы (прил.2) [1].
Для углеродистых сталей 
, при 
Влияние температуры на теплопроводность стали, представлено в таблице 1.
Таблица 1.
| 0 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 |
| 1 | 0,95 | 0,85 | 0,75 | 0,68 | 0,68 | 0,73 |
| 50,305 | 47,7898 | 42,759 | 37,7288 | 34,207 | 34,207 | 36,723 |
|
|
|
Влияние температуры на энтальпию стали, представлено в таблице 2.
Таблица 2.
| 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| 0 | 46,5 | 95,43 | 148,3 | 205,2 | 265,5 | 339,15 |
|
| 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1250 |
| 419 | 532,35 | 629,3 | 704,3 | 780,12 | 849,7 | 884,9 |
