- •Введение
- •1. Обоснование выбора типа печи и источника тепловой энергии
- •2. Расчет нагрева металла
- •2.1. Температурный график нагрева
- •2.2. Расчет интенсивности внешнего теплообмена
- •2.3. Определение продолжительности нагрева заготовок
- •3. Определение основных размеров рабочего пространства и составление расчетного эскиза печи
- •4. Расчет мощности печи
- •5. Определение технико-экономических показателей работы печи
- •6.Выбор и расчет нагревательных элементов.
- •Автоматизация основных операций нагрева и теплового режима
- •Выбор и расчет механического оборудования.
- •8.1 Расчет печного конвейера
- •8.2 Расчет механизма подъема заслонки
- •9. Техника безопасности при обслуживании печи
2.2. Расчет интенсивности внешнего теплообмена
Такой расчет выполняют в соответствии с параметрами температурного графика:
Определяем ориентировочные размеры рабочего пространства печи в зависимости от удельной производительности, заданных размеров заготовки и способа их расположения на поду (конвейере).
Определяем штучную производительность печи по формуле:
где G – производительность печи, кг/ч;
g – масса одной заготовки.
Тогда: шт/ч; принимаем N=67 шт/ч.
Определяем количество заготовок, одновременно находящихся в печи:
где ч – расчетное время нагрева.
Принимаем n=20 шт.
Определяем площадь пода (конвейера) занятого металлом (полезная площадь пода).
где - проекция нагреваемого изделия на под, .
Тогда: ; Принимаем
Определяем коэффициент загрузки и площади пода печи:
Где - площадь пода печи,
Практически, в целях получения максимальной производительности для проходных печей принимают Принимаем
Тогда:
Определяем ширину пода печи:
,
где - зазор между заготовкой и стеной и с учетом нагревательных элементов, принимаемый в расчетах в пределах 150…400 мм. Принимаем .
Тогда:
Определяем длину пода печи.
Длина пода печи при укладке заготовок в один ряд, а также с учетом расстояния от заготовки до торцевой стенки будет равна:
де - количество заготовок в одном ряду.
a – зазор между заготовкой и торцевой стеной, принимаемый в расчетах в пределах 150…250 мм. a = 250 мм.
S – шаг между изделиями, м.
– диаметр заготовки, м.
Определяем полную площадь пода печи:
Определяем высоту рабочего пространства печи.
Учитывая рекомендованные расстояния между нагревателями, стенками печи и нагреваемым металлом, принимаем расстояние между сводом и нагреваемым металлом 0,6 [2].
Определяем значение приведенного коэффициента излучения в системе кладка-металл по приближенной формуле
где – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, равный
– приведенная степень черноты футеровки, равная εп=0,8 [2];
– степень черноты металла, εм=0,45 [2];
- тепловоспринимающая поверхность нагреваемого металла,
;
- теплоотдающая поверхность печи при размещении нагревательных элементов на боковых стенках и своде
Рассчитываем коэффициент теплоотдачи излучением в зонах рабочего пространства (температура печи принимается неизменной)
где индексы «н» и «к» означают температуру металла в начале и конце периода нагрева.
Выполняем расчет конвективного теплообмена. Определяем значение конвективной составляющей теплоотдачи αк, полагая, что
αк =(0,05–0,15)·αл=0,15·213.49=32 Вт/м² ∙°С.
Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи путем суммирования конвективной и лучистой составляющих:
α = αл + αк = 213.49 + 32 = 245,49 Вт/м² ∙°С.
Значение эффективных коэффициентов теплоотдачи сопоставляем с принятыми ранее при построении графика и пересчитываем критерий Bi
.