х розмірів печі
Для забезпечення продуктивності 38,89 кг/с в печі одночасно повинно знаходитися наступну кількість металу:
кг.
Маса однієї заготовки
кг.
Кількість заготовок, що одночасно знаходяться в печі
шт.
Приймаємо штук. При дворядному розташуванні заготовок загальна довжина печі
м.
При ширині печі м площа поду
м2.
Висоти зон залишаємо тими ж, що були прийняті при орієнтовному розрахунку. Довжину печі розбиваємо на зони пропорційно часу нагрівання металу в кожній зоні.
Довжина методичної зони
м;
довжина зварювальної зони
м.
5. Футеровка печі
Враховуючи температурний режим і безперервну роботу методичної печі, вибираємо вогнетривкі та теплоізоляційні матеріали для футеровки.
Звід печі виконуємо підвісного типу з каолінового цегли товщиною 300 мм.
Під виконуємо тришаровим: тальковий цегла товщиною 230 мм; шамот товщиною 230 мм і теплова ізоляція (шамотна легковес ШЛ - 1,0) товщиною 115 мм. Товщина поду 575 мм.
Стіни - шамот класу Б (робочий шар), а ізоляційний шар складає легковагий шамот ШЛ - 1,0. Приймемо товщину шамотного шару рівний 345 мм, а товщину ізоляційного шару рівний 180 мм. Стіни мають товщину 525 мм.
6. Тепловий баланс печі
.1 Прихід тепла
Тепло від горіння палива
,
де В - витрата палива, м3/с;
кВт.
Тепло, внесене підігрітим повітрям
,
де Iв - ентальпія повітря при температурі tВ=230 ° С (див. дод. 13); VВ - витрата сухого повітря, розрахований в п. 2.1;
кВт.
Тепло екзотермічних реакцій (приймаємо, що чад металу становить 1%, а при окисленні 1 кг металу виділяється 5652 кДж)
,
де Р - продуктивність печі, кг/с; а - чад металу;
кВт.
6.2 Витрата тепла
Тепло, витрачений на нагрівання металу
,
де - ентальпії маловуглецевої (12ХМ) стали (див. дод. 4);
кВт.
Тепло, уносимое зникаючими димовими газами
кВт.
Знаходимо ентальпію продуктів згоряння iП.С при температурі t0Г=700 ° С (див. дод. 13):
кДж/м3;
кДж/м3;
iП.С=815,715 кДж/м3.
Втрати тепла теплопровідністю через кладку. Втратами тепла через під в даному прикладі нехтуємо.
6.3 Втрати тепла через склепіння печі
Площа зводу приймаємо рівною площі поду F С=157,768 м 2; товщина зводу 0,3 м; матеріал - каолін. Приймаємо, що температура внутрішньої поверхні склепіння дорівнює середній по довжині печі температурі газів, яка дорівнює
° C.
Приймемо температуру навколишнього середовища рівній tок=20 ° С, а температуру зовнішньої поверхні зводу tнар=300 ° С.
При середній по товщині температурі зводу
° С
коефіцієнт теплопровідності каоліну (див. дод. 10)
Вт/(м? К).
Тоді втрати тепла через склепіння печі
кВт.
6.4 Втрати тепла через стіни печі
Стіни печі складаються з шару шамоту класу Б товщиною=0,345 м і шару легковісного шамоту ШЛ - 1,0 товщиною=0,180 м.
Зовнішня поверхня стін:
методичної зони
м2;
зварювальної зони
м2;
торців печі
м2.
Повна площа стін
м2.
Теплопровідність шамотної (клас Б) цегли (див. дод. 10)
Вт/(м? К);
теплопровідність легковагої шамоту класу ШЛ - 1,0 (див. дод. 10)
Вт/(м? К).
Нехай t - температура на межі розділу шарів, тоді
і.
Приймаються температуру зовнішньої поверхні стінки ° C.
При стаціонарному режимі щільність теплового потоку через шамотну кладку і кладку легковісного шамоту буде однаковою:
.
Або з урахуванням залежності коефіцієнтів теплопровідності від температури:
.
Отримали квадратне рівняння:
.
Вирішивши його, отримаємо:
<...
