- •1. Обоснование выбора печи
- •2. Расчёт горения топлива
- •3. Расчёт времени нагрева
- •4. Выбор и определение основных размеров печи
- •5. Выбор материалов для сооружения печи
- •6. Составление теплового баланса печи
- •6.1 Расчет прихода теплоты
- •6.2 Расчет расхода теплоты
- •6.3 Анализ расчета теплового баланса
- •7. Выбор и расчёт приборов сжигания топлива
- •8. Обоснование выбора типа рекуператора и его основные теплотехнические параметры
- •9. Техническая характеристика печи
3. Расчёт времени нагрева
Продолжительность нагрева в камерных печах слитков и заготовок толщиной свыше 60 мм с достаточной для практики точностью можно определить по формуле Н.Н.Доброхотова :
, где
d = 200мм = 0,2м (диаметр заготовки)
k - коэффициент равный 10 для низко-среднеуглеродистых и малолегированных сталей и равный 20 - для высокоуглеродистых и высоколегированных сталей.
а - коэффициент, учитывающий способ укладки заготовок на поду
расстояние между заготовками 0.5d a= 1,4
Подставив значение в формулу получим:
Количество одновременно нагреваемых заготовок, можно посчитать по этой формуле:
n` = n · τ, где
n = 8 шт/час
τ = 1,25 часов (время нагрева)
откуда:
n` = 8 1,25 = 10 шт.
4. Выбор и определение основных размеров печи
Для камерной печи ширина пода (B) и длина пода (L) определяются следующим образом:
B=n`·dз+(n`-1)·δ+2·(100÷200) мм (при однорядном расположении заготовок)
B=10·0,2+(10-1) ·0,1+2·0,15 = 3,2 м
L= lз+ 2·(100÷200)мм
L=1,1+2·0,15 = 1,4 м
Где:
ń - 10 (Количество одновременно нагреваемых заготовок)
dз - 200мм=0,2 м (диаметр заготовки)
lз - 1100мм=1,1 м (длина заготовки)
δ - 100 мм =0,1 м (расстояние между заготовками)
Высота рабочей камеры печи определяется по формуле:
H` = (0,65 +0,05·B)·tп·10-3мм
H` = (0,65 + 0,05·3,2)·1200·10-3 = 0,97м
Где:
tп= tмк + 100 С= 1100+100=1200 С
5. Выбор материалов для сооружения печи
Стена трехслойная:
230мм шамот
мм пеношамот
113 мм трепел
Свод двухслойный:
мм динас
мм трепел
Под - многослойный с верхним слоем из хромомагнезитового кирпича (100мм)
6. Составление теплового баланса печи
Уравнение теплового баланса печи:
, где
- сумма статей прихода теплоты
- сумма статей расхода теплоты
, где
- теплота горения топлива
- теплота, вносимая с подогретым воздухом
- теплота экзотермических реакций
6.1 Расчет прихода теплоты
.1.1 Теплота горения топлива
Где Bm - расход топлива(м3/с)
Qнр -теплотворность топлива(ккал/м3)
6.1.2 Теплота, вносимая подогретым воздухом
Где Св - средняя теплоемкость воздуха
t в-температура подогрева воздуха
.1.3 Определим величину
,
где
(Производительность печи,
где - плотность стали, длина заготовки, -радиус заготовки, -производительность печи)
6.2 Расчет расхода теплоты
, где
-теплота, расходуемая на нагрев металла.
-теплота, уносимая с уходящими дымовыми газами.
-потери теплоты через рабочие окна печи.
-потери теплоты через кладку печи.
-потери теплоты от неполного сгорания топлива.
-неучтенные потери.
.2.1 Расход теплоты на нагрев металла
.2.2 Потери тепла с уходящими дымовыми газами
(Средняя теплоёмкость дымовых газов)
tд.г.=1150С0 (Температура уходящих дымовых газов)
.2.3Потери теплоты через рабочие окна печи
Потери теплоты излучением:
, где
(Площадь Окон)
(Коэффициент диафрагмирования
)
(Средняя заготовка)
(Температура печи в Кельвинах)
Потери теплоты с выбивающимися из окон газами:
tд.г.=1150С0
.2.4 Потери теплоты через кладку печи
, где
- потери тепла через стены печи
- потери тепла через свод печи
- потери тепла через под печи
; ;
;
;
,
;
;
;
,
.2.5 Потери теплоты от неполноты горения
.2.6 Неучтённые потери теплоты