Расчет теплообмена зоны III

1 2 3 4 5 6

Количество заготовок в зоне III:

где – длина сплошного пода печи, 4,85 м;

S – толщина заготовки, м.

Масса садки в зоне III:

где - объем заготовки, 0,041 м³;

– плотность стали, 7850 кг/м³;

Техническое время выдержки в зоне III:

где – производительность печи, 7,93 кг/c.

Коэффициент температуропроводности:

где - теплопроводность материала, Вт/(м*К) [2];

c – теплоемкость материала, Дж/(кг*К) [2].

Исходя из дифференциального уравнения теплопроводности определим перепад температуры:

Число Фурье в зоне III:

При отношение ,

Тепловой поток на входе в зону III:

где - перепад температур на входе в зону III,

Тепловой поток на выходе из зоны III:

где - перепад температур на выходе из зоны III,

Среднелогарифмическая разность тепловых потоков:

Теплоотдача от дымовых газов на поверхность заготовки:

Где - принятая температура отходящих газов в зоне III,

– температура поверхности материала, .

Число Био:

Значения коэффициентов для расчета нагрева пластины [3] равны:

Относительная температура поверхности и середины:

Теплотехническое время выдержки заготовки в зоне III:

Теплотехническое время нагрева заготовки составила с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсовой работы была рассчитана тепловая работа методической толкательной печи Серовского металлургического завода. В расчете горения природного газа были определены: объем продуктов сгорания, при α = 1,2 – V_α = . В расчета нагрева – количество заготовок, одновременно нагреваемых в печи – N_з= 154 шт.; масса садки – G_м= кг; время нагрева – τ_нагр.= ч.; производительность печи –Р_м= кг/с.

Был произведен расчет теплового баланса печи, где был определен необходимый расход топлива – В = 0,46 м³/с и рассчитаны основные характеристики работы печи: удельный расход условного топлива УрУТ= 66,77 суммарный КПД печи =35,42 %, тепловой КПД печи = 41,39 % и коэффициент использования теплоты печи =50,28 %. Анализируя тепловой баланс (табл. 7), видим, что потери с отходящими газами составляют 47,15 %. Целесообразнее всего использовать физическую теплоту дымовых газов для подогрева воздуха в теплообменном аппарате рекуперативного типа. Для того, чтобы снизить потери с охлаждающей водой (8,65 %), необходимо применить для глиссажных и опорных труб более современную теплоизоляцию.

Был проведен расчет топливо-сжигающих устройств. Исходя из расчетов были выбраны горелки верхнего отопления – ДВС 130/30, с диаметром сопла = 30 мм, горелки нижнего отопления – ДВС 90/20, с диаметром сопла = 20 мм.

Поскольку для данной печи удельный расход условного топлива составил 66,77 что в сравнении с современной печью, у которой УрУТ равен около 30 значительно больше, то это говорит о том, что печи старой конструкции требуют техническое перевооружении и модернизацию для увеличения их производительности. Для уменьшения УрУТ целесообразней всего использовать волокнистые материалы. За счет их более низкой объемной плотности, чем у массивных материалов, можно добиться хорошей теплоизоляции, что снизит потери тепла теплопроводностью, а, благодаря минимальному диаметру волокна, обеспечить высокую прочность футеровки.