Расчет габаритных размеров печи

4.2 Расчет габаритных размеров печи

 

L – длина м, B – ширина м, H – высота м.

L = 11,4 м

В = 3,65 м

Н = 3,2 м (без механизма), 3,4 м (с механизмом).

F_кл - площадь поверхности стен печи, м²

F_кл = 2F_бок + 2F_{под, свод} + 2F_{т. стенки}

 F_кл = 2KH + 2LB + 2BH

F_кл = 2 * 11,4 * 3,2 + 2 * 11,4 * 3,36 + 2 * 3,36 * 3,2 = 72,96 + 83,22 + 23,36 = = 179,54 м²

Из полученной площади пове5рхности кладки печи вычитаем площадь рабочего окна.

F^/_кл = F_кл – F_{р. о.}

Размер рабочего окна

В_{р. о.} – ширина рабочего окна, м

В_{р. о.} = l + 100

В_{р. о.} = 1600 + 100 =1700 =1,7 м

Н_{р. о.} – высота рабочего окна, м

F_{р. о.} = В_{р. о.} * Н_{р. о.}

F_{р. о.} = 1,7 * 0,8 = 1,36 м²

F^/_Кл = 179,54 - 1,36 = 178,18 м²

5 ЭСКИЗ ПЕЧИ

Рисунок 2 – Эскиз печи

6 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Тепловой баланс печи важная характеристика тепловой работы.

 

6.1 Статьи прихода

6.1.1 Химическая теплота сгорания топлива, Вт

Q_хим = Q_н * B

где

Q_н – низшая теплота сгорания топлива, Дж/м³

Q_н = 34699 * 10³ Дж/м³

В – расход топлива, м³/с

Q_хим = 34699 * 10³ * B

6.1.2 Физическая теплота, вносимая подогретым воздухом, Вт

Q_{ф. в.} = C_в * t_в * V_в * B

где

С_в – средняя удельная теплоемкость воздуха при t_в, Дж/(м³ * ^оС)

t_в – температура воздуха, ^оС

V_в – количество воздуха, необходимое для горения топлива, м³/м³

6.1.3 Химическая теплота окисления металла, Вт

Q_{хим. ок.} = 0,01 * 5652 * m_м

где

m_м – количество каждого окисленного элемента металла

Q_{хим. ок.} = 0,01 * 5652 * 0,6 = 33,9 Вт

6.2 Статьи расхода

 

6.2.1 Теплота необходимая для нагрева металла, Вт

Q_пол = C_м * (t_м^к – t_м^н) * m_м

где

C_м – средняя удельная теплоемкость металла в интервале t_м^к – t_м^н,

 Дж/(кг *^оС)

t_м^к, t_м^н – конечная и начальная температура металла, ^оС

m_м – масса нагретого или расплавленного металла (производительность печи), кг/с

m_м = G/3600 кг/с

G – часовая производительность печи кг/ч

m_м = 2150/3600 = 0,6 кг/с

С_м = 703 Дж/(кг *^оС)

Q_пол = 703 * (800 – 20) * 0,6 = 329004 Вт

6.2.2 Физическая теплота продуктов горения топлива, Вт

Q_п.г. = C_п.г. * t_п.г. * V^/_п.г. * B

где

С_п.г. – удельная теплота продуктов горения при t_п.г., Дж/(кг *^оС)

t_п.г. – температура продуктов горения, ^оС

V^/_п.г. – единицы топлива, м³/м³

С_п.г. = 1410 Дж/(кг * ^оС)

t_п.г. = 1400 ^оС

V^/_п.г. = 11,06 м³/м³

Q_п.г. = 1410 * 1400 * 11,06 * В = 21832440 * В Вт

6.2.3 Потери теплоты теплопроводностью через кладку, Вт

Q_кл = K * F_кл * (t_печ – t_в)

где

К – коэффициент теплопередачи от печного пространства в окружающий воздух через стенку, Вт/(м² * ^оС)

К =

α₁ –коэффициент теплопроводности конвекцией от газов к металлу,

 α₁ = 130,3 Вт/(м² * ^оС)

α₂ – коэффициент отдачи конвекцией в среду от наружных стен печи в окружающую среду, α₂ = 20 Вт/(м² * ^оС)

S₁ – толщина огнеупорного слоя из шамотного кирпича, S₁ = 0,23 м

S₂ – толщина изоляционного слоя из диатомитного кирпича, S₂ = 0,115 м

λ₁ – коэффициент теплопроводности шамотного кирпича, Вт/(м² * ^оС)

λ₁ = 0,84 + 0,6 * 10^-3 * t_ср.ш. Вт/(м² * ^оС)

t_ср.ш. – средняя температура огнеупорного слоя из шамотного кирпича, ^оС

t_ср.ш. = t_п + t_н/2

t_ср.ш. = 850+60/2 = 455 ^оС

λ₁ = 0,84 + 0,6 * 10^-3* 455 = 1,113 Вт/(м² * ^оС)

λ₂ – коэффициент теплопроводности диатомитного кирпича, Вт/(м² * ^оС)

λ₂ = 0,11 + 0,232 *10^-3 * t_ср.д.

t_ср.д. – средняя температура слоя из диатомитного кирпича, ^оС

t_ср.д. = t_ср.ш.+20/2

 t_ср.д. = 455+20/2 = 237,5 ^оС

λ₂ = 0,11 + 0,232 *10^-3 * 237,5 = 0,1651 ^оС

К =  Вт/(м² * ^оС)

Q_кл = 1,1 * 179,54 * (900 – 20) = 173794 Вт