Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2021-12-11 | 74 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Содержание
1. Описание секционной печи
1.1 Общие характеристики секционных печей
1.2 Особенности теплопередачи
1.3 Особенности расчета нагрева металла
2. Расчёты
2.1 Расчёт теплообмена в рабочем пространстве печи
2.2 Расчёт нагрева труб в секции
2.3 Расчёт горения топлива
2.4 Тепловой баланс печи
2.5 Результаты расчета теплового баланса
2.6 Основные размеры и параметры печи
2.7Выбор типа и мощности горелок
Вывод
Описание секционной печи
Общие характеристики секционных печей
Секционные печи скоростного нагрева применяют для нагрева больших партий однородного сортамента трубной заготовки и труб диаметром до 200 мм и длиной не менее 2,5-3 м. Иногда в этих печах нагревают квадратную заготовку небольших размеров.
Секционные печи (рис. 3.1) состоят из установленных в одну линию отапливаемых камер. (секций) и расположенных между ними неотапливаемых тамбуров, в которых находятся транспортирующие ролики. Ролики косо расположены, что обеспечивает непрерывное вращение заготовки во время нагрева. Заготовки можно перемещать в печи в один, два или три ряда (ручья). Каждая секция имеет самостоятельное отопление и дымоотбор; несколько секций объединяют в общую систему регулирования (зону). Длина секции 1,5 - 1,75 м, поперечные размеры на 0,4-0,6 м больше поперечных размеров нагреваемой заготовки длина неотапливаемого тамбура 0,35-0,5 м.
Особенности теплопередачи
Ввиду небольшой длины температура продуктов сгорания и кладки в каждой секции является примерно постоянной. В целом по печи температура в первых по ходу металла секциях может повышаться от секции к секции, ав последних перед выдачей секциях может быть несколько ниже. Для осуществления скоростного нагрева в секционных печах поддерживают более высокую разность температур между рабочим пространством печи и нагреваемой заготовкой, чем в других печах. Нагрев происходит в основном излучением, однако благодаря небольшому объему рабочего пространства продукты сгорания, вылетающие из горелок, сохраняют высокие скорости. Кроме того, их направляют или прямо на заготовку, или по касательной к ней, создавая вокруг нее вращающийся с высокой скоростью поток газов. Поэтому конвекция в секционных печах играет существенную роль и ее необходимо учитывать при расчете.
|
Особенности расчета нагрева металла
При расчете нагрева металла в секционной печи каждая секция является расчетным участком. Температуру продуктов сгорания и кладки в секции считают постоянной. Расстояние от нагреваемого металла до кладки в секционных печах невелико, поэтому при расчете газовый слой в секциях считают лучепрозрачным. Нагрев рассчитывают только излучением кладки. В результате вращения заготовок во время транспортировки обеспечивается их всесторонний нагрев. При всестороннем нагреве и небольшой толщине нагреваемых заготовок они являются теплотехнически тонкими телами.
Таким образом, расчетная схема нагрева заготовок в секционной печи - всесторонний нагрев тонкого тела при постоянной температуре окружающей среды. Особенностью нагрева металла в секционных печах является то, что между секциями он попадает в неотапливаемые тамбуры. Тепло попадает в тамбур с горячим металлом, а также излучением из секции, а теряется через ролик и стенки тамбура. В зависимости от соотношения поступающего и теряемого тепла заготовка в тамбуре может нагреваться или остывать.
секционная печь тепловой баланс
Расчёты
Расчёт горения топлива
Состав исходного топлива (сухого газа):
Природный газ %
Компонент | СН4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | СО2 | N2 | Всего |
% | 83.5 | 4.3 | 0.8 | 1.6 | 0,2 | 9,6 | 100 |
|
Температура подогрева воздуха, оC: 389
Коэффициент расхода воздуха n=1,12
Принимаем влажность исходного топлива W=10 г/м3.
X =X ,
X X =0,987 X
Состав влажного топлива:
Компонент | СН4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | СО2 | N2 | H2O | Всего |
% | 82.41 | 4.24 | 0.79 | 1.58 | 0,2 | 9,48 | 1.3 | 100 |
Расход кислорода на горение при коэффициенте расхода воздуха n=1
0.01*
(2*82.41+3.5*4.24+5*0.79+6.5*1.58) =1.94 м3/м3
Расход сухого воздуха:
Объёмы компонентов продуктов сгорания:
=0.01*
(0.2+82.41+2*4.24+3*0.79+4*1.58) =1м3/м3
=0.01* (1.3+0.5*
(4*82.41+6*4.24+8*0.79+10*1.58)) =1.9м3/м3
=0.01*9.48+1.12*3.762*1.94=8.27м3/м3
= (1.12-1) *1.94=0.233м3/м3
Объём продуктов сгорания:
=1+1.9+8.27+0.233=11.4м3/м3
Процентный состав продуктов сгорания:
Низшая теплота сгорания топлива:
=127,7∙CO+108∙H2+358∙CH4+590∙C2H4+555∙C2H2+636∙C2H6+913∙C3H8+1185∙C4H10+1465∙C5H12+234∙H2S=358*82.41+636*4.24+913*0.79+1185*1.58=34629,34 кДж/м3=34,79МДж/м3
Калориметрическую температуру сгорания топлива определяем методом последовательного приближения. Теоретически необходимое количество воздуха для горения газообразного топлива:
Действительное количество воздуха на горение топлива:
Определяем физическое тепло, вносимое воздухом:
Калориметрическая энтальпия продуктов сгорания ik равна:
Калориметрическая температура горения:
Зададим температуру tk’=1800°Cи при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания:
= (5186,81*1+4121,79*1,9+3131,96*8,27+3314,85*0,233) /11,4=3481,74 кДж/м3
Поскольку i2100>i0, то принимаем температуру tk’’=2000°Cи снова находим энтальпию продуктов сгорания
= (4910,51*1+3889,72*1,9+2970,25*8,27+3142,76*0,233) /11,4=3298 кДж/м3
Теперь определяем калориметрическую температуру горения:
Действительная температура продуктов сгорания:
Материальный баланс
Поступило | Мол. масса | м3 | Кг | |||||
CH4 | = | 16 | x | 82.41 | / | 22.4 | = | 58.86 |
C2H6 | = | 30 | x | 4.24 | / | 22.4 | = | 5.68 |
C3H8 | = | 44 | x | 0.79 | / | 22.4 | = | 1.55 |
C4H10 | = | 58 | x | 1.58 | / | 22.4 | = | 4.09 |
C5H12 | = | 72 | x | 0 | / | 22.4 | = | 0 |
CO2 | = | 44 | x | 0.2 | / | 22.4 | = | 0.39 |
N2 | = | 28 | x | 9.48 | / | 22.4 | = | 11.85 |
H2O | = | 18 | x | 1.3 | / | 22.4 | = | 1.04 |
Всего | 100 | 83,46 | ||||||
Воздух | ||||||||
O2 | = | 32 | x | 194 | / | 22.4 | = | 277,14 |
N2 | = | 28 | x | 827 | / | 22.4 | = | 1033,75 |
Всего | 1021 | 1310,89 | ||||||
Итого | 1121 | 1394,35 | ||||||
Продукты сгорания | ||||||||
CO2 | = | 44 | x | 100 | / | 22.4 | = | 196,43 |
H2O | = | 18 | x | 190 | / | 22.4 | = | 152,68 |
O2 | = | 32 | x | 23.3 | / | 22.4 | = | 33,29 |
N2 | = | 28 | x | 827 | / | 22.4 | = | 1033,75 |
Всего | 1121 | 1394,35 | ||||||
Невязка | 0 | 0 |
Тепловой баланс печи
|
Приход тепла
) Тепло, образующееся при сжигании топлива.
хим=B∙Qрн=34,79 ∙В МВт
2) Физическое тепло, вносимое подогретым воздухом:
, где
Vв - расход воздуха на 1 м3 топлива iв=504,75 кДж/м3 - энтальпия воздуха при температуре 380 оC.
Так как у нас топливо не подогрето, то Qт=0.
Расход тепла
1) Расход тепла на нагрев труб
Смнач=0.476 кДж/ (кг*К) Смкон=0.691 кДж/ (кг*К) Cср=0.584
2) Потери тепла с уходящими продуктами сгорания
Определим температуру газов в зоне теплообмена:
При t=9300С
3) Потери тепла теплопроводностью через кладку Tкл=1100°С
Удельный тепловой поток через кладку:
λ’=0.25 Вт/ (м*К); α’=7+0.05*tнач=21.65 Вт/ (м2*К)
Поверхность кладки:
Потери тепла через кладку
4) Потери тепла излучением в соседние тамбуры
5)
Площадь полностью открытого проёма:
Площадь проёма, перекрытого трубой:
Коэффициент диафрагмирования для проёма
Для полностью открытого:
Следовательно, Ф1=0.58
Для перекрытого трубой:
Следовательно, Ф2=0.56
Угловой коэффициент излучения для проёма
Полностью открытого
Следовательно, В1=1
Для перекрытого трубой:
Следовательно, В2=1,2
6) Неучтённые потери
Уравнение теплового баланса 1 секции
34790B+5219.09B=206.67+16018.7B+9.39+0.25+21.63
Вывод
Согласно проведённым расчётам и исследованиям, можно сделать вывод о том, что данный режим работы печи целесообразен для нагрева труб низкоуглеродистой стали, так как он обеспечит равномерный быстрый нагрев заготовок по всей длине и ширине печи.
Содержание
1. Описание секционной печи
1.1 Общие характеристики секционных печей
1.2 Особенности теплопередачи
1.3 Особенности расчета нагрева металла
|
2. Расчёты
2.1 Расчёт теплообмена в рабочем пространстве печи
2.2 Расчёт нагрева труб в секции
2.3 Расчёт горения топлива
2.4 Тепловой баланс печи
2.5 Результаты расчета теплового баланса
2.6 Основные размеры и параметры печи
2.7Выбор типа и мощности горелок
Вывод
Описание секционной печи
Общие характеристики секционных печей
Секционные печи скоростного нагрева применяют для нагрева больших партий однородного сортамента трубной заготовки и труб диаметром до 200 мм и длиной не менее 2,5-3 м. Иногда в этих печах нагревают квадратную заготовку небольших размеров.
Секционные печи (рис. 3.1) состоят из установленных в одну линию отапливаемых камер. (секций) и расположенных между ними неотапливаемых тамбуров, в которых находятся транспортирующие ролики. Ролики косо расположены, что обеспечивает непрерывное вращение заготовки во время нагрева. Заготовки можно перемещать в печи в один, два или три ряда (ручья). Каждая секция имеет самостоятельное отопление и дымоотбор; несколько секций объединяют в общую систему регулирования (зону). Длина секции 1,5 - 1,75 м, поперечные размеры на 0,4-0,6 м больше поперечных размеров нагреваемой заготовки длина неотапливаемого тамбура 0,35-0,5 м.
Особенности теплопередачи
Ввиду небольшой длины температура продуктов сгорания и кладки в каждой секции является примерно постоянной. В целом по печи температура в первых по ходу металла секциях может повышаться от секции к секции, ав последних перед выдачей секциях может быть несколько ниже. Для осуществления скоростного нагрева в секционных печах поддерживают более высокую разность температур между рабочим пространством печи и нагреваемой заготовкой, чем в других печах. Нагрев происходит в основном излучением, однако благодаря небольшому объему рабочего пространства продукты сгорания, вылетающие из горелок, сохраняют высокие скорости. Кроме того, их направляют или прямо на заготовку, или по касательной к ней, создавая вокруг нее вращающийся с высокой скоростью поток газов. Поэтому конвекция в секционных печах играет существенную роль и ее необходимо учитывать при расчете.
|
|
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© 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!