Розрахунок методичної толкательной печі з одностороннім нагріванням металу
Введення
Вихідні дані:
Тип печі: 3 - піч методична толкательних з одностороннім нагріванням.
Паливо: 6 - природний газ; родовище мирнинской (Ставропольський край).
Підігрів палива: відсутня.
Підігрів повітря: 230 оС.
нагрівається метал: 12ХМ.
Розміри заготовки: 70х90х3500 мм.
Продуктивність печі: 140 т/ч.
Тип рекуператора: 2 - керамічний.
1. Розрахунок горіння палива
Примітка: Всі формули і посилання взяті з літератури під номером 1 в бібліографічному списку.
Склад сухого природного газу: 83,05 CH 4, 9,13 C 2 H 4, 1,42 C 3 H 8, 1,0 C 4 H 10, 4,09CO 2, 1, 31N 2.
Для спалювання газу вибираємо пальник типу «труба в трубі», для даної конструкції пальника коефіцієнт витрати повітря n=1,1.
Вологість природного газу приймаємо W=30 г/м 3. Зробимо перерахунок складу сухого газу на вологе (робоче) стан.
Склад вологих газів розраховуємо за формулами:
;
,
де WP- процентний вміст вологи в робочому паливі; ХР, ХС - процентний вміст компонентів природного газу відповідно в робочій і сухий масах,
;
;
;
;
;
;
.
Тоді склад вологих газів: 80,067% СН4; 8,802% С2Н4; 1,37% С3Н8; 0,964% С4Н10; 3,943% СО2; 1,263% N2; 3,726% WP.
Нижчу теплоту згоряння знаходимо за формулою
кДж/м3.
Знаходимо витрата кисню при спалюванні природного газу при коефіцієнті витрати повітря n=1,1 по
м3/м3.
Витрата сухого повітря при n=1,1:
м3/м3.
Знаходимо обсяги компонентів продуктів згоряння:
м3/м3;
м3/м3;
Сумарний склад продуктів згоряння:
м3/м3.
Процентний склад продуктів згоряння:
;
.
Правильність розрахунку перевіряємо складанням матеріального балансу.
Надійшло, кг: Отримано, кг:
СН40,80067? 0,714=0,572; СО21,0958? 1,964=2,152;
С2Н40,08802? 1,250=0,110; N28,275? 1,250=10,344;
С3Н80,0137? 1,964=0,0269;
С4Н100,09640? 2,589=0,250;
N20,01263? 1,25=0,0158;
СО20,03964? 1,964=0,0779.
Всього 1,0526. Всього 12,496.
Повітря 10,45838? 1,293=13,523.
Разом 14,5756. Невязка 2,0796.
Щільність газу
кг/м3.
Щільність продуктів згоряння обчислимо за формулою кг/м 3.
Для визначення калориметричної температури горіння знайдемо ентальпію продуктів згоряння з урахуванням підігріву повітря (підігріву газу немає):
кДж/м3
де Iв=301,231 кДж/м3 при tВ=230 ° С (дод. 13).
Задамо температуру tК=2300 ° С і при цій температурі знаходимо ентальпію продуктів згоряння (див. дод. 13):
кДж/м3
Знаходимо калориметричну температуру горіння газу заданого складу за наступною формулою:
° С.
Дійсна температура горіння
,
де - пірометричний коефіцієнт. Для методичних печей він дорівнює 0,7 ... 0,75.
° С.
2. Визначення розмірів робочого простору печі
Ширина робочого простору призначається з таким розрахунком, щоб забезпечити вільне просування заготовок:
,
де n - кількість рядів заготовок по ширині печі (для даних розмірів заготовки і типу печі n доцільно прийняти рівним 1 або 2); a - зазор між рядами заготовок і між заготовками і стінками печі (а=(0,25 ... 0,30) м).
Приймемо n=1, тоді
м.
Висоту зон приймаємо, керуючись досвідченими даними [2]: в методичній зоні м; в зварювальної зоні м.
3. Розрахунок нагріву металу
двозонний методична піч має двоступінчастий температурний режим нагрівання. Розглянемо зміну температури продуктів горіння по зонам. Для цього визначимо температури газу,,. Температуру приймають по практичним даним залежно від марки сталі (дод. 1). Для стали У8ГА ° С.
Значення і при...
