Национальный исследовательский технологический университет
«Московский институт стали и сплавов»
Кафедра теплофизики и экологии металлургического производства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по курсу: Теплотехника
тема курсовой работы: «Проектирование копильника расплава»
Вариант № 5
..
Группа: МЦМ-09-1
Студент: Миронова К.Л.
Руководитель: Сборщиков Г.С.
Москва 2012
Задание
Копильник расплава заданного состава имеет площадь сечения AB и высоту в свету H. Высота уровня расплава h.
Для поддержания заданного уровня температуры расплава в рабочем пространстве копильника сжигается органическое топливо заданного состава.
Режим работы копильника – непрерывный.
Расчетная часть.
Разработать конструкцию ограждений печи.
Рассчитать процесс сжигания топлива при заданных температурных условиях печи.
Составить тепловой баланс копильника и определить расход топлива.
Выбрать и рассчитать сожигательные устройства.
Графическая часть.
Чертеж узла установки горелочного устройства на печи.
Чертеж узла стыковки свода печи со стеной.
Чертеж элемента подины печи.
Чертеж элемента кладки вертикальной стены.
Ширина копильника ………………………………………….. А = 9112 мм
Длина копильника …………………………………………..…. В = 29505 мм
Высота копильника ………………………………………….... Н = 3540 мм
Высота уровня расплава ……………………………………….h = 1126 мм
Свод печи …………………………………………………….... подвесной
Температура продуктов сгорания ……………………………. = 1649
Температура отходящих газов ……………………………….... = 1342
Температура расплава на поверхности …………………… = 1189
Основность расплава …………………………………………. О = 0,5
Падение температуры расплава по глубине ……………….........=105 град./м
Температура наружной стенки под уровнем расплава ……… tст.1= 70
Температура наружной стенки над уровнем расплава …….… tст.2 = 90
Температура наружной поверхности свода ………………………...tсв.= 250
Температура наружной поверхности подины …………..………...tпод.= 110
Температура окружающей среды ……………………………………......tо.с.= 20
Газовая среда внутри копильника кислая
Жидкое топливо состава
Компонент |
Wp |
Ac |
Cг |
Hг |
Sг |
(О+N)г |
Содержание, % объем. |
0,6 |
0,2 |
86,1 |
10,7 |
2,8 |
0,5 |
2 Конструирование ограждений печи.
2500С
900С
11890С
700С
1100
2.1 Расчет вертикальной стены над уровнем расплава
Максимальная температура продуктов сгорания 1649 ,газовая среда - кислая, по табл. 3.7 и прил. 13 в качестве рабочего огнеупора выбираем динас:
Предельная рабочая температура
Коэффициент теплопроводности Вт/м*К
Температура начала температуры под нагрузкой
Общая высота стенки 3,54 м, из этого 1,126 м часть находится под расплавом. H-h=3,54-1,126=2,414 м. Зная высоту над расплавом и то, что температура над расплавом больше 1200 , по таблице 3.14 [1] выбираем минимальную толщину рабочего огнеупора:
Так как наш копильник работает в стационарном режиме, то весь тепловой поток через стенку не меняется. Для стенки над расплавом температура не должна превышать 90ºС. По таблице 3.13 [1] определяем плотность теплового потока от наружной поверхности верхней части стен:
Т=900С =>
Задаем приближенное значение:
Определяем уточненное значение
Сопоставляем уточненное значение с принятым значением:
Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив =15000С:
Сопоставляем последующее приближениес предыдущим:
Окончательно для 1го слоя принимаем: ,,
Для 2го слоя из приложения 3.14 [1] выбираем динасовый легковес со следующими параметрами:
ДЛ-1,2
ρ , кг/м3 |
Тогн , 0C |
Тпр , 0С |
λ , Вт/м К |
1120-1200 |
1690-1700 |
1550 |
0,58+43,6*10-5Т |
Принимаем температуру на внешней границе второго слоя :
Толщина второго слоя δ2 легковеса:
2ой слой принимаем равным 0,575 м, так как величина 0,47 не кратна 0,115.
Уточняем температуру на внешней границе второго слоя:
Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив =1009,650С:
2ой слой принимаем равным 0,575 м, так как величина 0,565 не кратна 0,115.
Уточняем температуру на внешней границе второго слоя:
Сопоставляем последующее приближениес предыдущим:
Окончательно для 2го слоя принимаем: , ,
Для 3го слоя выбираем шамотный ультралегковес:
ШЛ-0,4
ρ , кг/м3 |
Тогн , 0C |
Тн.р , 0С |
λ , Вт/м К |
300-400 |
1680-1730 |
1150 |
0,058+17,4*10-5Т |
Для определения толщины 3-го слоя найдем зная Т2 и Тн.с ( температура наружной стенки)
Исходя из конструктивных соображений, принимаем и находим температуру на его наружной поверхности:
При принятой толщине 3го слоя уточняем значения и:
Определяем относительную погрешность расчета:
Так как погрешность больше 5 %, делаем пересчет:
Определяем относительную погрешность расчета:
Так как погрешность больше 5 %, делаем пересчет:
Определяем относительную погрешность расчета:
Окончательно для 3го слоя принимаем: , ,
Так как мы не получили необходимую температуру, равную 900С, принимаем решение выложить 4й слой. Используем асбузурит мастичный:
Окончательно для 4го слоя принимаем: ,,
Суммарная толщина вертикальной стены над уровнем расплава: