Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки

Содержание

Вступление. 3
Исходные данные. . 4
1. Расчёт горения горючего. 5
2. Определение времени нагрева. . 9
2. 1. Предварительное определение главных размеров печи. . . . . 9
2. 2. Определение ступени развития кладки. . . . . . . 10
2. 3. Определение эффективности толщины газового слоя. . . . . . 10
2. 4. Определение времени нагрева сплава в методической зоне. 11
2. 5. Определение времени нагрева сплава в сварочной зоне15
2. 6. Определение времени топления сплава. . . . 17
2. 7. Определение реальных главных размеров печи. . 18
3. Солнечный баланс20
3. 1. Отбор футеровки печи. 20
3. 2. Общие положения20
3. 3. Статьи прихода теплоты. . 20
3. 4. Статьи расхода теплоты. . . 21
3. 5. Утраты теплоты теплопроводимостью чрез кладку
( приближённый расход). . 21
4. Расчёт и отбор вспомогательного оснащения. . 26
4. 1. Блочный глиняний рекуператор. 26
4. 2. Цилиндрический железный рекуператор31
4. 3. Расчёт инжекционной горелки. . . . 36
Заключение40
Перечень литературы. . . 41
Прибавление 142
Прибавление 2. 43

Выдержка

Введение

В предоставленном курсовом проекте рассчитывается огненная методическая печь. Итогом расчёта являются главные габариты печи, отбор и расчёт вспомогательного оснащения: глиняний и железный рекуператоры и инжекционная горелка.
В исходных данных задаются температура материала на выходе из печи, продуктивность печи и состав горючего.
Расчёт подключает в себя: расчёт товаров сгорания, определение реальной температуры товаров сгорания, расчёт времени присутствия садки в зонах рабочего места, расчёт главных размеров рабочего места(технологических зон), солнечный баланс рабочего места, отбор типоразмера горелочных устройств, расчёт теплообменников для регенерации применения теплоты энергетических отходов.

исходные данные.

1. Нагреваемый материал: Ст. 40
2. Продуктивность печи: Р = 6 т/ч
3. Температура материала на входе: t0 = 35oC
4. Температура материала на выходе: tмк = 1170oC
5. Размер: ”tдоп=30 oC
6. Величина нагреваемых изделий,
7. Температура уходящих газов: tух = 820oC
8. Удельная продуктивность печи: Hг = 200
9. Вариант расположения заготовок: 1
10. Окончательная разность температур в томильной зоне: ”tкон= 50oC
11. Коэффициент несимметричности: ј = 0,5
12. Температура внешнего воздуха: tвозд = 25oC
13. Температура внешной поверхности свода: tсв = 58oC
14. Угар сплава: а = 0,8‡10-2 т/кг
Разряд горючего: 75%ДГ 25%КГ
Температура обогрева воздуха: 440oC
Температура обогрева горючего: 255oC
Расчёт и отбор инжекционной горелки:

Состав горючего: [7,РН 2-02,стр. 162]
Доменный газ ДГ- 10,2% СО2; 28% СО; 2,7% Н2; 0,3% СН4; 58,5% N2; 0,3% Н2S;

Коксовый газ КГ- 2,3% СО2; 6,8% СО; 57,5% Н2; 22,5% СН4; 7,8% N2; 0,4% Н2S; 1,9%( CmHn); 0,8% O2;

1. Расчёт горения горючего.

Этак, как в исходных данных дано процентное содержания газов в горючем 75%ДГ и 25%КГ, то распознаем процентное оглавление компонентов в смеси:
СО2 = 10,2 0,75 2,3 0,25 = 8,225%
СО = 28 0,75 6,8 0,25 = 22,7%
Н2 = 2,7 0,75 57,5 0,25 = 16,4%
СН4 = 0,3 0,75 22,5 0,25 = 5,85%
N2 = 58,5 0,75 7,8 0,25 = 45,825%
Н2S= 0,3 0,75 0,4 0,25 = 0,325%
C2Н4 = 1,9 0,25 = 0,475%
O2 = 0,8 0,25 = 0,2%
Испытание: 8,225 22,7 16,4 5,85 45,825 0,325 0,475 0,2 = 100%
Расплата выполняется, ориентируясь на отличительное для методических печей длиннофакельное испепеление горючего, исполняемое, как верховодило, с коэффициентом расхода воздуха, ±=1,1. Чтоб отыскать состав топливной смеси, нужный для расчетов процесса горения сообразно стехиометрическим уравнениям, нужно пользоваться свойством аддитивности теплоты сгорания .
При определении теплоты сгорания газа, следует применять таблицы экзотермических эффектов реакций горения, приведенных в [1].
[1. 1]
- экзотермичный результат i-гo компонента при обычных условиях
[3. Табл. 2. 11. стр. 39], кДж/м3;
- большая порция i-го компонента в составе газообразного горючего(в частях единицы от %).

Расчёт расхода воздуха на горение, расчёт состава и численности товаров сгорания ведётся на 100 м3 газа при обычных критериях и даётся в табличной форме(Матрица 1).
Для подготовительной оценки каломитрической температуры горения разрешено применять H-t диаграмму горючего.
Распознаем калометрическую температуру горения tк из балансового уравнения условно адиабатного топочного объёма.
Сообразно этому уравнению вся теплота, вносимая в радиационную зону, подключая хим теплоту горючего, физиологическую теплоту прогрева воздуха и горючего расходуется только на нагрев образующихся товаров сгорания, описываемый теплосодержание
либо
Откуда
; [1. 2]

где - расчётные удельные объёмы воздуха на горение и образующихся товаров сгорания отнесённых к 1м3 горючего [Матрица 1]
- температуры обогрева воздуха и газа, оС(сообразно условию)
- средняя изобарная теплоемкость воздуха в перерыве температур от 0 по 440оС.
[3,Табл. 2. 13,стр. 40]
- средняя изобарная теплоёмкость товаров сгорания в перерыве температур от 0 по . [3,Табл. 2. 13,стр. 40]
В современных методических печах мало нужная калориметрическая температура сочиняет 1800оС. Принимаем
, [1. 3]
где - средняя изобарная теплоёмкость отдельных компонентов газовой смеси товаров сгорания. [3,Табл. 2. 13,стр. 40]
CO2 = 0,5750 ккал/( м3оС)
H2O = 0,4639 ккал/( м3оС)
N2 = 0,3525 ккал/( м3оС)
O2 = 0,373 ккал/( м3оС)
- большие части компонентов, вычисленные при расчёте процесса горения сообразно стехиометрическим реакциям [Матрица 1].

- средняя изобарная теплоёмкость топливной смеси в перерыве температур от 0 по оС(сообразно условию)
где - средняя изобарная теплоёмкость компонентов смеси. [3,Табл. 2. 13,стр. 40]
CO2 = 0,4368 ккал/( м3оС)
CO = 0,3131 ккал/( м3оС)
CH4 = 0,4365 ккал/( м3оС)
H2 = 0,310 ккал/( м3оС)
N2 = 0,311335 ккал/( м3оС)
O2 = 0,32165 ккал/( м3оС)
C2H4 = 0,6982 ккал/( м3оС)
H2S = 0,3774 ккал/( м3оС)
- объёмные части компонентов в смеси [Матрица 1]
Так как теплоёмкости настоящих газов, к которым относятся и продукты сгорания горючего, значительно зависят от температуры , то в балансовое уравнение топочного объёма вступают две взаимосвязанные разыскиваемые величины: и . Потому розыск нужно испытать способом поочередных приближений.

Литература

Перечень литературы.

1. Вальченко Н. А. , Гурко В. В. Практическое вспомоществование сообразно исполнению курсового проекта сообразно курсу «Высокотемпературные теплотехнические процессы и установки» для студентов квалификации Т. 01. 02. 00 «Теплоэнергетика». - ГГТУ, 2001.
2. Несенчук А. Жмакин Н. Теплотехнические расчёты огненных печей для нагрева и термообработки сплава Мн. : Высш. Шк. , 1974.

3. Роддатис К. Ф. , Полтарецкий А. Н. Справочник сообразно котельным установкам маленькой производительности. М. : Энергоатомиздат, 1989.

4. Тимошпольский В. И. , Несенчук А. П. , Трусова И. А. Промышленные теплотехнологии. Кн. 3. Мн. : Верховная школа, 1998.

5. Мастрюков Б. С. Теплотехнические расчёты индустриальных печей. М. : Металлургия. 1972.

6. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. Кн. 4 /Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. М. : Энергоатомиздат, 1991.

7. Солнечный расчёт котельных агрегатов(нормативный способ)/Под ред. А. М. Гурвича, Н. В. Кузнецова. Госэнергоиздат, 1957.

8. Теплотехника /Под ред. И. Н. Сушкина. Столица Металлургия,1973.

9. Аверин С. И. , Гольфарб Э. М. , и др. Расчёт нагревательных печей / Под ред. д. т. н. , проф. Н. Ю. Тайца Киев: Техника, 1969.

Больше работ по теме: