Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2021-04-18 | 107 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Кладка нижней части боковых стен: шамот кл.А δ=260мм, шамот кл.Б δ=260мм и плиты МКРП δ=50мм.
Принимаю температуру на границе слоев t1=750 0С, на границе слоев 2 ого и 3ого t2=520 0C, а также tнар=85 0С.
Средняя температура шамота кл.А:
t ш1 =0,5(1020+750)=885 0С,
Коэффициент теплопроводности:
λш1=0,88+0,00023·885=1,09 Вт/мК,
Средняя температура шамота кл.Б:
t ш2 =0,5(750+520)=635 0С,
Коэффициент теплопроводности:
λш2=0,84+0,00058·635=1,21 Вт/мК,
Средняя температура между слоями шамота кл.Б и плитами МКРП:
t ш2-пл =0,5(520+85)=302,50С,
Коэффициент теплопроводности:
λш2-пл=0,15 Вт/мК,
Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности кладки в окружающую среду:
αнар1=7+0,05·tнар1=7+0,05·85=11,25 Вт/м2К.
Удельный тепловой поток через кладку верхней части боковой стенки:
Проверяем температуру на границе слоев шамота кл.А и шамота кл.Б:
,
Проверяем температуру на границе слоев шамота кл.Б и плит МКРП:
,
Проверяем температуру наружной поверхности кладки:
.
Потери чрез свод. Кладка свода: шамот класса А(кирпич) δ=510мм. Задаёмся наружной температурой поверхности tнар=97 0С. коэффициент теплопроводности λ=0,7+0,00064t,
Средняя температура шамота:
tш3=0,5(1020+97)=558,5 0С,
Коэффициент теплопроводности:
|
λδ3=0,7+0,00064·558,5=1,057 Вт/мк, (6.15)
Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности кладки в окружающую среду:
αнар3=7+0,05·tнар=7+0,05·97=11,85 Вт/м2К.
Удельный тепловой поток через кладку свода:
(6.16)
Проверяем температуру наружной поверхности кладки:
. (6.17)
Потери тепла через под:
Кладка пода: хромомагнезит - , шамот кл.Б - шамот-легковес- , Задаемся температурами в месте соприкосновения слоев хромомагнезита и шамота- , шамота и шамота-легковеса - , наружной поверхности кладки - .
По табл. П24 приложения коэффициент теплопроводности шамота кл.Б , шамота-легковеса , хромомагнезита
Средняя температура хромомагнезита:
Коэффициент теплопроводности хромомагнезита:
Средняя температура шамота:
Коэффициент теплопроводности шамота:
Средняя температура шамота-легковеса:
Коэффициент теплопроводности шамота-легковеса:
Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности кладки в окружающую среду:
.
Удельный тепловой поток через кладку пода:
Проверяем температуру на границе слоев шамота и хромомагнезита:
Проверяем температуру на границе слоев шамота и шамота-легковеса:
Проверяем температуру наружной поверхности кладки:
Площадь поверхности боковых стен с учетом его наклона:
Fст=2·1,76·6,41=22,56м2. (6.18)
Площадь поверхности свода:
Fсв1=1,2·В·L1=1,2·6,728·6,41=51,75 м2. (6.19)
Площадь поверхности пода:
Общие потери тепла через верхнюю часть боковых стен:
(6.20)
Общие потери тепла через нижнюю часть боковых стен:
(6.21)
Общие потери тепла через свод:
(6.22)
Общие потери через под:
Общие потери тепла теплопроводностью через кладку в первом расчетном участке:
|
(6.23)
Аналогичным образом рассчитываем тепловые потери через кладку на других расчетных участках.
Второй расчетный участок.
1. Боковые верхние стены -
2. Боковые нижние стены -
3. Свод -
4. Под -
Общие потери тепла теплопроводностью через кладку на втором расчетном участке:
Третий расчетный участок.
1. Боковые верхние стены -
2. Боковые нижние стены -
3. Свод -
4. Под -
Общие потери тепла теплопроводностью через кладку на третьем расчетном участке:
Четвертый расчетный участок.
1. Боковые стены -
2. Свод -
3. Под -
Общие потери тепла теплопроводностью через кладку на четвертом расчетном участке:
Общие потери тепла в печи теплопроводностью через кладку:
7. Потери тепла на охлаждаемые подовые трубы.
Первый расчетный участок
- 4 продольных подовых труб диаметром 121х20, l =4176мм.
Поверхность подовых труб:
Fтр=nтр·πdтрlтр (6.24)
Fтр=4·3,14·0,121·4,176=6,35 м2.
Удельный тепловой поток подовых труб в методической зоне - изолированный - 15 кВт/м2,
Потери тепла на изолированные подовые трубы:
(6.25)
Второй расчетный участок
- 6 продольных подовых труб диаметром 121х20, l=9634мм,
- 7 поперечных труб диаметром 180х32, l=7,888м,
- 8 стояков из труб диаметром 440мм и общей длиной 16,992м.
Поверхность продольных подовых труб: 6·3,14·0,121·9,634=23,06м2.
Удельный тепловой поток для продольных труб согласно таблице 6.1: изолированные - 15кВт/м2, неизолированные - 200кВт/м2.
Потери на изолированные продольные трубы: Qохл= 3,6·15·23,06=1245МДж/ч.
Поверхность поперечных подовых труб: 7·3,14∙0,18·7,888=31,2 м2.
Удельный тепловой поток для поперечных подовых труб, изолированных - 20 кВт/м2, неизолированных - 250 кВт/м2.
Потери тепла на изолированные поперечные подовые трубы:
3,6·20·31,2=2246,4 МДж/ч.
Поверхность стояков: 3,14·0,44·16,992=23,48 м2
Удельный тепловой поток для стояков: изолированный - 15 кВт/м2, неизолированный - 200 кВт/м2.
Потери тепла на изолированные стояки: 3,6·15·23,48=1268 МДж/ч
Общие потери тепла на втором расчетном участке на охлажденные подовые трубы: Qтр2=1245+2246,4+1268=4759 МДж/ч.
Третий расчетный участок
- 6 продольных подовых труб даметром 121мм и длиной 9308мм,
- 7 поперечных труб даметром 180мм и длиной 7,888м,
- 8 стояков из труб диаметром 440мм и общей длиной 10,472м.
|
Поверхность продольных подовых труб: 6·3,14·0,121·9,308=21,22м2.
Удельный тепловой поток для продольных труб: изолированные - 20кВт/м2, неизолированные - 250кВт/м2.
Потери на изолированные продольные трубы:
Qохл= 3,6·20·21,22=1527,8МДж/ч.
Поверхность поперечных подовых труб: 7·3,14∙0,18·7,888=31,2 м2.
Удельный тепловой поток для поперечных подовых труб, изолированных - 20 кВт/м2, неизолированных - 250 кВт/м2.
Потери тепла на изолированные поперечные подовые трубы:
3,6·20·31,2=2246,4 МДж/ч.
Поверхность стояков: 3,14·0,44·10,472=14,47 м2
Удельный тепловой поток для стояков: изолированный - 15 кВт/м2, неизолированный - 200 кВт/м2.
Потери тепла на изолированные стояки: 3,6·15·14,47=781 МДж/ч
Общие потери тепла на третьем расчетном участке на охлажденные изолированные подовые трубы: Qтр3=1527,8+2246,4+781=4555,2 МДж/ч.
Общие потери тепла в печи на охлажденные изолированные подовые трубы:
Qтр= Qтр1+ Qтр2+ Qтр3=343+4759+4555,2=9657 МДж/ч
8. Потери тепла излучением через окна печи
Потери тепла излучением через окна печи рассчитываем по формуле:
.
Где , из формулы Ф – коэффициент диафрагмирования определяем по рис 1.5 в зависимости от соотношений размеров окон.
Принимаем, что все боковые рабочие окна печи закрыты. А окно загрузки и выгрузки постоянно открыто.
Первый расчетный участок
На первом участке со средней температурой продуктов сгорания tг.ср1=820 0С имеется окно загрузки.
Окно загрузки имеет размеры 0,605х6,495м, площадь Fзаг=5,1м2, толщина футеровки у окна загрузки 0,58м, окно постоянно открыто - ψзаг=1. Окно загрузки рассматриваем как полосу (а/ b =0). Тогда, коэффициент дифрагмирования при а/ l =0,605/0,58=1,04 равен Фзаг =0,65.
Потери тепла излучением через окна на первом участке:
Четвертый расчетный участок
Окно выдачи Fвыд=0,625х6,728м2, коэффициент дифрагмирования равен Фвыд =0,67, при а/ l =0,625/0,58=1,08. Fок4=5,1 м2. Доля времени открытия окна ψвыд=0,2.
Потери тепла излучением через окна:
Общие потери тепла излучением через окна печи:
Qизл= Qизл1 + Qизл4=961+656=1617 МДж/ч.
Неучтенные потери:
Qнеуч=0,1(Qм+ Qкл+ Qохл+ Qизл) (6.28)
Qнеуч =0,1(1617+4378,5+9657+43511)=5916 МДж/ч.
|
Уравнение теплового баланса печи без изоляции:
Qх+ Qв+ Qэкз= Qм+ Qд+ Qкл+ Qтр+ Qизл+ Qнеуч, (6.29)
9,5В+1,31В+2616,88=43511+4,082В+4378,5+9657+1617+5916
6,73В=62463, т.е. В=9281 м3/ч.
Химическое тепло топлива:
Qх=9,5·В=9,5·9281=88169,5 МДж/ч.
Физическое тепло топлива:
Qв=1,31·В=1,31·9281=12158 МДж/ч.
Тепло, уносимое уходящими продуктами сгорания:
Qд=4,082·В=4,082·9281=37885 МДж/ч.
Тепловой баланс печи без изоляции.
Тепловая мощность печи
М=Qх/3600=88169,5/3600=24,5 МВт. (6.30)
Тепловой баланс
Приход тепла | Расход тепла | ||||
Статьи | МВт | % | Статьи | МВт | % |
Хим. тепло | 24,49 | 85,6 | Тепло на нагрев ме | 12,09 | 42,3 |
Физ. тепло воздуха | 3,38 | 11,8 | Тепло с ух.газами | 10,5 | 36,7 |
Экзотермическое тепло | 0,73 | 2,6 | Потери через кладку | 1,2 | 4,2 |
Потери излучением | 0,5 | 1,7 | |||
Потери тепла в печи на охлаждаемые изолированные подовые трубы | 2,7 | 9,5 | |||
Неучтенные потери | 1,6 | 5,6 | |||
Итого | 28,6 | 100 | Итого | 28,6 | 100 |
Распределение тепловых мощностей по зонам отопления принимаем:
- первая верхняя сварочная зона - 18%,
- вторая верхняя сварочная зона - 18%,
- первая нижняя сварочная зона - 25%,
- вторая нижняя сварочная зона - 25%,
- томильная зона - 14%.
Тогда тепловые мощности зон отопления составят:
- первая верхняя сварочная зона - 0,18·24,5=4,41 МВт,
- вторая верхняя сварочная зона - 0,18·24,5=4,41 МВт,
- первая нижняя сварочная зона - 0,25·24,5=6,125 МВт,
- вторая нижняя сварочная зона - 0,25·24,5=6,125 МВт,
- томильная зона - 0,14·24,5=3,43 МВт.
Максимальный расход топлива на зоны отопления:
- первая верхняя сварочная зона - 0,18·9281=1670,6 м3/ч,
- вторая верхняя сварочная зона - 0,18·9281=1670,6 м3/ч,
- первая нижняя сварочная зона - 0,25·9281=2320 м3/ч,
- вторая нижняя сварочная зона - 0,25·9281=2320 м3/ч,
- томильная зона - 0,14·9281=1299 м3/ч.
Номинальное потребление тепла печью:
Удельный расход тепла:
7. Расчет топливосжигающих устройств
Принимаем торцевое отношение с установкой горелок типа «труба в трубе». Принимаем давление газа перед горелками 5 кПа и давление воздуха 3 кПа. Размещаем по 6 горелок в каждой зоне отопления.
Расход газа на каждую горелку в верхних сварочных зонах составит Vоб=1670,6/6=278 м3/ч, в нижних - Vоб=2320/6=387 м3/ч, в томильной зоне - Vоб=1299/6=216,5 м3/ч.
Необходимый расход воздуха на горелку:
(7.1)
- в верхних сварочных зонах - Vов=1,05·2,35·278=686 м3/ч,
- в нижних сварочных зонах - Vов=1,05·2,35·387=955 м3/ч,
- в томильной зоне - Vов=1,05·2,35·216,5=534 м3/ч,
Поправка на температуру при подогреве воздуха до tв=4000С
, (7.2)
Расчетный расход воздуха на горелку:
|
(7.3)
- в верхних сварочных зонах - Vв=686·1,57=1077 м3/ч,
- в нижних сварочных зонах - Vв=955·1,57=1499 м3/ч,
- в томильной зоне - Vв=534·1,57=838 м3/ч,
По этим расходам воздуха при его давлении перед горелкой р=3кПа, выбираем горелку для верхних сварочных зон ДВБ-225, и для нижних - ДВБ-225, для томильной ДВБ-200.
Поправка на плотность газа: , где - плотность газа.
Расчетный расход газа на горелку:
(7.4)
- в верхних сварочных зонах - Vг=278·0,88=245 м3/ч,
- в нижних сварочных зонах - Vг=387·0,88=341 м3/ч,
- в томильной зоне - Vг=85,1·0,88=190,5 м3/ч.
По этим расходам и давлении 5 кПа принимаем сопло для горелок ДВБ-200 диаметром 35мм для верхних сварочных зон и томильной зоны, а для нижних ДВБ-225/40.
Выбор и расчет рекуператора
Принимаем для подогрева воздуха горения стандартные секции металлического трубчатого петлевого рекуператора и перекрестно – противоточное движение воздуха и продуктов сгорания.
Исходные данные для расчета:
Количество подогреваемого воздуха:
; (8.1)
Начальная температура воздуха: ;
Температура подогрева воздуха: ;
Количество продуктов сгорания:
; (8.2)
Начальная температура продуктов сгорания: ;
Принимаем коэффициент полезного действия
Предварительно принимаем температуру продуктов сгорания на выходе из рекуператора .
Рассчитаем величину m:
Где средняя теплоемкость воздуха = 1,3289 при температуре воздуха , а среднюю теплоемкость продуктов сгорания определяем по составу продуктов сгорания:
На входе в рекуператор при и
, (8.3)
На выходе из рекуператора при и
.
По приведенной в приложении методике расчета средней теплоемкости для интервала температур:
. (8.4)
Относительная температура подогрева воздуха:
. (8.5)
Относительная поверхность нагрева рекуператора: .
Температура продуктов сгорания на выходе из рекуператора:
, (8.6)
Что близко к предварительно принятой.
Температура стенки труб рекуператора:
На входе продуктов сгорания:
, принимаем .
На выходе продуктов сгорания:
, принимаем .
Задаемся скоростями, приведенными к 0ºС воздуха , продуктов сгорания .
Действительные скорости:
Воздуха на входе:
. (8.7)
Воздуха на выходе:
.
Продуктов сгорания на входе:
.
Продуктов сгорания на выходе:
.
Критерий Рейнольдса: .
Для воздуха на входе в рекуператор:
. (8.8)
Для воздуха на выходе в рекуператор:
.
Здесь - внутренний диаметр труб рекуператора.
Следовательно, режим движения воздуха турбулентный.
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки труб к воздуху по формуле:
(8.9)
на входе в рекуператор - ;
на выходе из рекуператора - .
Коэффициент теплоотдачи конвекцией к воздуху, отнесенный к наружной поверхности труб:
На входе:
.
На выходе:
.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к трубам рекуператора определяем рис 2.4 и содержании H 2 O =18,2% на входе продуктов сгорания , на выходе - .
Далее рассчитываем коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к трубам рекуператора.
Эффективная длина пути луча:
. (8.10)
По горению топлива в продуктах сгорания при - .
Степень черноты газов:
- на входе в рекуператор при t’д=820 0С
- на выходе из рекуператора при t’’д=668 0С
Степень черноты продуктов сгорания:
- на входе в рекуператор
(8.11)
- на выходе из рекуператора
Эффективная степень черноты стенки труб рекуператора:
, (8.12)
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора:
- на входе
(8.13)
Вт/м2К
- на выходе
Вт/м2К
Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора:
(8.14)
- на входе α’ д=60,3+28,4=88,7 Вт/м2К,
- на выходе α’’ д=51+15,8=66,8 Вт/м2К.
Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху:
На входе продуктов сгорания:
На выходе продуктов сгорания:
Средний по рекуператору коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху:
Поверхность нагрева рекуператора:
Выбираем секцию СР-250 с поверхностью теплообмена и устанавливаем 4 секции по ходу продуктов сгорания.
Скорость воздуха:
(8.15)
Скорость продуктов сгорания:
Проходное сечение для продуктов сгорания принимаем из табл. 6.1 и добавляем зазор между трубчаткой рекуператора и кладкой канала 200мм.
(8.16)
Скорости близки к принятым.
Температура стенки трубы рекуператора:
На входе продуктов сгорания:
(8.17)
На выходе продуктов сгорания:
Температуры близки к принятым.
Температура стенки трубы рекуператора на входе продуктов сгорания с учетом излучения предрекуператорного пространства:
t’’ст= t’ст+100=603+100=703.
Выбираем материал для труб рекуператора на входе продуктов сгорания сталь 12Х17, с .
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!