- •1.Исходные данные
- •2.Расчет горения топлива
- •3.Определение времени нагрева металла
- •4.Предварительное определение основных размеров печи
- •5.Определение эффективной толщины газового слоя
- •6.Определение времени нагрева заготовок в методической зоне
- •7.Определение времени нагрева в I сварочной зоне
- •8.Определение времени нагрева заготовок во 2 сварочной зоне
- •9.Определение времени нагрева заготовки в томильной зоне
- •10.Определение основных размеров печи
- •11.Тепловой баланс печи
- •12.Подбор горелок
- •13. Расчёт рекуператора.
- •14. Определение потерь напора дымовых газов в дымовом тракте методической печи.
12.Подбор горелок
Общая длина печи
Lобщ = 14,36 м
Определяем количество горелок с одной стороны
Общее количество горелок
Определяем расход топлива на одну горелку
Принимаем к установке горелку ДБВ – 250/dг
Тепловая мощность, МВт – 6,5
Расход газа, м3/ч - 665
Давление газа, кПа - 6
Расход воздуха, м3/ч - 4191
Давление воздуха, кПа - 3
Коэффициент расхода воздуха – 1,05
Коэффициент рабочего регулирования - 4
Масса – 250 кг.
13. Расчёт рекуператора.
Выбираем блочный керамический рекуператор. Материал блоков - шамот, марка кирпича Б - 1, сечение каналов для прохода воздуха 42х78мм, учение каналов для прохода дымовых газов 120х240мм. Величину утечки воздуха принимаем 10%.
Часовой расход топлива - В = 6732 /ч
Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель - t'в = 0°С Температура воздуха на выходе из воздухоподогревателя - t''в = 450°С
Температура дымовых газов на входе в воздухоподогреватель - t'дг = 950°С
Расход газа на отопление печи -1,71
расход воздуха на горение топлива - 17,43
Количество дымовых газов на выходе из рекуператора - 19,28 Состав дымовых газов:
СО2 = 9,3
Н2О = 17,56
О2 = 1,07
N2 = 72,06
Расчётное количество воздуха подаваемого в рекуператор:
Количество потерянного в рекуператоре воздуха.
Среднее количество воздуха:
Количество продуктов сгорания, проходящих через рекуператор с учетом утечки воздуха:
Среднее количество дымовых газов:
Составим уравнение теплового баланса рекуператора с учётом потерь тепла в окружающую среду, равным 10%, и утечки воздуха в дымовые каналы. Задаёмся температурой дымовых газов на выходе из рекуператора 600 оС.
Теплоёмкость дыма на входе в рекуператор: t`д = 950 оС
На выходе из рекуператора: t``д = 600 оС
0,919,28 (1,516950-1,455t``д) = 17,43 1,3355450+1,94t``д 1.357
Решая это уравнение, получаем t``д =520,64°С
В принятой конструкции рекуператора схема движения теплоносителей - двукратный перекрёстный противоток. Средняя разность температур определяется по формуле:
Для приточной схемы:
По монограмме ([1], рис.43, стр.210) находим, что = 0,93. Тогда= 451,06
Для определения суммарного коэффициента теплопередачи примем среднюю скорость движения дымовых газов =1,5 м/с и среднюю скорость движения воздуха =0,9 м/с. Гидравлический диаметр воздушных каналов
м
Из графика ([1], рис.44, стр.212) находим коэффициент теплоотдачи конвекцией на воздушной стороне.
= 14 Вт/
Учитывая влияние шероховатости стен, получим:
=1,114 = 15,4 Вт/
Коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне находим по формуле:
Гидравлический диаметр канала, по которому движутся дымовые газы, равен:
м
Согласно графику ([1], рис.44, стр.212) находим коэффициент теплоотдачи конвекцией на дымовой стороне:
= 6,4 Вт/
Или с учетом шероховатости стен:
=1,16,4= 7,04 Вт/
Величину коэффициента теплоотдачи излучением на дымовой стороне определяем для средней температуры дымовых газов в рекуператоре:
Среднюю температуру стенок рекуператора принимаем равной:
Эффективная длина луча в канале:
По монограмме ([1], стр.96 - 97,рис.16 - 18) при =710,3°С находим
Принаходим:
Степень черноты стен рекуператора ст = 0,8 эффективная степень черноты стен
Коэффициент теплоотдачи излучением находим по формуле:
Общий коэффициент теплоотдачей на дымовой стороне
Коэффициент теплопроводности шамота при температуре = 467,66°С будет равен:
Толщина стенки элемента рекуператора = 0,019м. Суммарный коэффициент теплопередачи равен:
Определение поверхности нагрева и основных размеров рекуператора. Количество тепла, передаваемого через поверхность теплообмена:
Вт
Находим поверхность нагрева рекуператора:
Общая площадь отверстий для прохода воздуха равна:
Площадь воздушных отверстий составляет 21,5% от полной площади зеркала рекуператора. Следовательно, площадь поперечного сечения рекуператора будет равна:
Ширину рекуператора в соответствии с шириной печи принимаем равной = 7,1м. Шаг между блоками по ширинеt= 0,264м, поэтому по ширине рекуператора размещается:
Площадь для прохода дымовых газов:
Площадь боковых отверстий при выбранной конструкции рекуператора составляет 34% боковой поверхности рекуператора. Следовательно, площадь боковой поверхности рекуператора будет равна:
Поскольку длина рекуператора может быть определена как:
Высоту рекуператора можно найти из соотношения:
Высота одного блока рекуператора равна 0,305м, тогда число блоков по высоте рекуператора должно быть равно:
Учитывая, что шаг между блоками по длине рекуператора равен 0,233м, находим общее число блоков по длине рекуператора:
Правильность расчёта можно проверить нахождением удельной поверхности нагрева рекуператора:
Что соответствует удельной поверхности данной конструкции рекуператора.