Печь с шагающими балками (стр. 1 из 14)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра теплофизики и промышленной экологии

Расчетно – пояснительная записка

к курсовому проекту по ОТТР и КПП

Выполнил: ст. гр. МТ–051

Чубейко М. В.

Проверил: профессор

Темлянцев М. В.

Новокузнецк

2008

ВВЕДЕНИЕ

Нагревательная печь является теплотехническим агрегатом, предназначенным для осуществления определенного технологического процесса. Основная теплотехническая задача таких печей – передать тепло нагреваемому металлу или отнять тепло у нагретого металла в соответствии с технологией его нагрева или термической обработки. Таким образом, определяющим процессом для печного агрегата является теплопередача к металлу, подвергаемому тепловой обработке, и именно расчет этой теплопередачи есть основа расчета нагревательной печи.

Теплопередача к металлу в печах происходит излучением и конвекцией, в распространении тепла внутри металла – теплопроводностью.

Основной расчет теплопередачи дает возможность найти необходимые размеры рабочего пространства, а также теплотехнические характеристики средств нагрева.

1 РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА СУХОГО ГАЗА

Принимаем по рекомендации [1, с.15, таблица 5] состав природного газа Аманакского месторождения

Таблица 1

Состав сухого газа, объемных %
CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	CO2	N2	H2
95.95	0	0	0	0	0,70	3,35	0

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ВЛАЖНОГО ГАЗА

Т.к. W = 0, пересчет на влажность не нужен.

1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ГАЗА

Низшую теплоту сгорания топлива определяют по формуле [2, с.108]:

(1)

где СО, Н₂, …– содержание компонента в газе, %.

1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА ОКИСЛИТЕЛЯ

Теоретическое количество окислителя необходимое для горения 1м³ газа определяем по формуле [2, c.112]:

(2)

где H₂, CO и т.д. – содержание соответствующих газов в газовом

топливе, %;

– содержание кислорода в сухом окислителе, %.

Принимаем

.

Теоретическое количество влажного окислителя определяем по формуле [2, c.112]:

(3)

где

– влагосодержание окислителя, г/м³.

Принимаем

г/м³.

.

Действительное количество окислителя подаваемого на горение определяем по формуле [2, c.112]:

(4)

где n – коэффициент избытка окислителя.

Принимаем n=1,05.

.

1.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

Количество продуктов сгорания определяем по формулам [2, c.112]:

,

,

, (5)

,

.

где

, – соответственно содержание кислорода и азота в окислителе подаваемом на горение (для воздуха О₂=21%, N₂=79%);

– влагосодержание окислителя, г/м³.

,

,

,

,

.

Суммарный объем дыма определяем по формуле [2, c.112]:

. (6)

.

Состав продуктов горения в объемных процентах рассчитываем и проверяем по формулам [2, c.112]:

; . 7)

,

,

,

.

.

1.6 РАСЧЕТ КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Калориметрическую температуру определяем по формуле:

, (8)

где

– энтальпия продуктов сгорания, кДж/м³,

, – энтальпия продуктов сгорания при температуре и соответственно, кДж/м³.

Энтальпию продуктов сгорания определяем по формуле:

, (9)

где

, – теплоемкость воздуха и газа соответственно, кДж/(м³∙К);

, – температура воздуха и газа соответственно, °С.

Т.к. природный газ не подогревается, то

.

Температура подогрева воздуха равна

°С (по условию задания).

По рекомендации [1, c.32, таблица 10] принимаем

кДж/(м³∙К).

.

Энтальпию продуктов сгорания при температурах

и определяем по формуле:

, (10)

где

– теплоемкость дыма, кДж/(м³∙К).

Принимаем

°С и °С.

Теплоемкость дыма при

определяем по рекомендации [1, c.32, таблица 10].

По формуле (10) определяем энтальпию продуктов сгорания:

По формуле (8) определяем калориметрическую температуру:

°С.

Запишем реакции горения топлива:

1)

;

2)

;

3)

;

4)

;

5)

;

6)

.