Методические указания для выполнения курсового и дипломного проекта для студентов специальностей

Тепловой баланс печи сведем в табл 1

Таблица 1

Приход , кДж/ч;	%
Тепло, получаемое от сгорания топлива	86,1
Тепло, вносимое подогретым воздухом	11,1
Тепло экзотермических реакций	2,8
Итого: QΣ=157*10^6	100

Расход кДж/ч;	%
Тепло, затрачиваемое на нагрев металла	42
Тепло уходящих газов	33
3. Потери через кладку	1,17
4. Потери с охлаждающей водой	9,7
5. Неучтенные потери	14,6
Итого: 157*10^6	100

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла

составит q=

VI. Выбор и расчет горелок

Выбираем, что в печи установлены горелки типа «труба в трубе». В сварочных зонах: верхние и нижние по 10 шт. , в томильной 4 шт. Общее количество горелок в печи 24 шт.

Определим количество воздуха, приходящееся на одну горелку.



где: V_B- часовой расход воздуха;
Т_В = 300+273=573К- температура подогрева воздуха;
n- количество горелок.
Давление воздуха перед горелкой принимаем 2,0 кПа. Из графика на рис.30[2]следует, что требуемый расход воздуха обеспечивает горелка ДВБ225.
Определим расчетное количество газа на одну горелку:

где: V_Г=В=3923 м³/ч- часовой расход топлива
Т_Г=50+273=323К –температура газа;

n- количество горелок в печи



VII.Расчет рекуператора

Для подогрева воздуха проектируем металлический петлевой рекуператор из труб диаметром 57/49,5 мм с коридорным расположением и шагом

- расстояние между осями труб в ряду, перпендикулярном и по ходу движения дыма соответственно.
Исходные данные для расчета:

1. 
   Часовой расход топлива В=3923м³/час,
   
2. 
   Расход воздуха на 1 м³ топлива L_α=9,86 м³/м³
   

4. 
   Количество продуктов сгорания от 1 м³ горючего газа V_α=10,89м³/м³
   
5. 
   Температура подогрева воздуха t_В=300⁰С,
   
6. 
   Температура уходящих газов из печи t_ух=800⁰С.
   

Расчет:
1.Часовой расход воздуха:
V_В=В L_α=39239,86=38681м³/час
2. Часовой выход дыма:
V_Д=В V_α=3923 ·10,89=42722м³/час
3.Часовое количество дыма, проходящего через рекуператор с учетом потерь дыма на выбивание и через обводной шибер и подсоса воздуха.
V’_Д=mV_Д(1+Δp)
Коэффициент m, учитывающий потери дыма, принимаем 0,7
Коэффициент Δp, учитывающий подсос воздуха в боровах, примем Δp=0,10
V’_Д=0,7*42722*(1+0,1)=32895,9м³/час
4.Температура дыма перед рекуператором с учетом подсоса воздуха
, где i_ух - теплосодержание уходящих газов при t_ух=800⁰С

где: р и i парциальное давление(доля) и теплосодержание компонентов дыма, соответственно.

Этому теплосодержанию соответствует температура дыма t_Д=750⁰C ( рис. 67[3])
5. Температура дыма за рекуператором

где: - теплосодержание воздуха при t_В=300⁰С
= 395,42 кДж/м³
- теплосодержание холодного воздуха
=25,2 кДж/м³
- коэффициент, учитывающий тепловые потери рекуператора в окружающую среду, =0,9
Этому теплосодержанию соответствует температура дыма t_Д=440⁰С ( рис.6[3])

7. 
   Среднелогарифмический напор
   

8. 
   Коэффициент теплопередачи в рекуператоре
   

где: α^’-коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне,
α^”-то же, на воздушной стороне, α^’= α^’_изл+ α’_k;
где: α^’_изл- коэффициент теплоотдачи излучением,
α’_k- коэффициент теплоотдачи конвекцией.
Определим эффективную толщину газового слоя S

Средняя температура дыма в рекуператоре

При t_Д=595⁰С, S=0,193 и α_изл=9Вт/(м²град) (рис93[3])
Величина α’_k определяется по формуле:

где: С=1+0,1х₁/d=1+0,1 2=1,2
а скорость дыма принимаем: