Курсовая работа (т): Расчет теплового баланса камерной печи

   (35)

Результаты расчета удовлетворительны.

Расчет свода

Рисунок 6 - Эскиз свода печи

Свод печи состоит из двух слоев: огнеупорного материала - шамот класса Б, толщиной S1=115мм; теплоизоляционного материала - диатомит, толщиной S2=150мм.

Используя данные, приведенные в таблице 8, находятся площади торцевых стенок:

Hвн = Bвн∙Lвн = 0,400∙0,550 = 0,220 м2;                                  (36)

H1,2 = B1,2∙L1,2 = 0,650∙0,780=0,507 м2;                                 (37)

Hнар = Bнар∙Lнар = 1,000∙1,080=1,080 м2.                              (38)

Рассчитаем средние площади слоев:

;

Коэффициенты теплопроводности для шамота класса Б (ШБ) и диатомита соответственно:

    (39)

    (40)

Зададимся температурами между слоями футеровки и наружной поверхности кладки соответственно равными t1,2 = 720˚С, tнар = 70˚С тогда:

;          (41)

         (42)

Проверка:

;       (42)

;     (43)

;        (44)

  (45)

Результаты расчета удовлетворительны.

Расчет пода.

Рисунок 7 - Эскиз пода печи. [2]

Под печи состоит из двух слоев: огнеупорного материала - шамот класса А, толщиной S1=230 мм; теплоизоляционного материала - шамот-легковес (ШЛ-1,3) толщиной S2=150 мм.

Используя данные, приведенные в таблице 8, находятся площади торцевых стенок:

Hвн = Bвн∙Lвн = 0,400∙0,550 = 0,22 м2;                                    (46)

Hнар = Bнар∙Lнар = 1,000∙1,080=1,080 м2.                              (48)

Рассчитаем средние площади слоев:

;

Коэффициенты теплопроводности для шамота класса А (ША) и шамота-легковеса (ШЛ-1,3):

;    (49)

.   (50)

Зададимся температурами между слоями футеровки и наружной поверхности кладки соответственно равными t1,2 = 390˚С, tнар = 90˚С, тогда:

;          (51)

.        (52)

,

.

Проверка:

;        (53)

;      (54)

;         (55)

.         (56)

Результаты расчета удовлетворительны.

Тепло, теряемое вследствие теплопроводности кладки печи найдем, подставив численные значения потерь тепла в результате теплопроводности через под, свод и стены печи в формулу:

3.3 Потери тепла через открытые загрузочные, разгрузочные окна и другие отверстия в футеровке

Расчет потерь тепла излучением в окружающую среду производится по формуле:

   (57)

где - константа излучения абсолютно черного тела

- коэффициент диафрагмирования;

Fотв- площадь поперечного сечения отверстия, ;

ТП-температура печи, К;

ТВ - температура окружающей среды, К;

ε - степень черноты излучающего тела, ε=0,8;

∆τ - доля времени, в течение которого открыто окно.

Доля времени определяется:

∆τ=  =  =0,036                                                                (58)

Исходя из размеров окна загрузки-выгрузки, определяется его площадь:

Fотв= Hотв∙ Вотв=0,15∙0,25=0,0375 м2.                                    (59)

Согласно справочным данным (рис.8) коэффициент диафрагмирования принимаем равным=0,43.

Рисунок 8 - Коэффициент диафрагмирования отверстий. [2]

Форма отверстий: 1 - круглое отверстие; 2 - квадратное отверстие; 3 - прямоугольное отверстие при ширине окна В=2А (А - высота, L - глубина окна); 4 - узкая щель высотой А (В>>А).

Подставляем полученные данные в формулу:

3.4 Потери тепла вследствие тепловых коротких замыканий

В большинстве случаев эти потери не могут быть точно учтены и их принимают обычно равными 50…100% от потерь теплоты через стенки, то есть:

(60)

4. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС И МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Тепловой баланс приведен в сводной таблице 9

Таблица 9 - Тепловой баланс камерной электрической печи сопротивления

Тепловая мощность печи и коэффициент полезного действия.

Для электрических печей установленная мощность определяется по формуле:

 , Вт                                                                    (61)

где k - коэффициент запаса мощности, принимаемый в пределах 1.2…1.6;

 - общий расход теплоты, Вт.

=1.5·8069,38=12104,07 Вт

Обычно коэффициент полезного действия электрических печей 50…80%. КПД для печи определяется по формуле:

η =                                                                             (62)

где Qм - полезное тепло, идущее на нагрев металла, Вт;

Qрасх - суммарные затраты тепла печью выбранной конструкции, Вт.

η=()·100 = 25,34%

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.      Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов: справочник / В.Г. Сорокин, А.В. Волоспикова, С.А. Вяткин и др.; под ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

.        Корягин, Ю.Д. Тепловые и электрические расчеты термических печей: учебное пособие / Ю.Д. Корягин. - 2-е изд. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. - 178 с.

3.      Попов, А.А. Справочник термиста. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита: справочник / А.А. Попов, Л.Е. Попова. - М.:Машгиз, 1961 - 430 с.

4.      Рустем, С.Л. Оборудование и проектирование термических цехов / С.Л. Рустем. - М.: Машиностроение, 1971. - 288 с.

.        Марочник сталей и сплавов: справочник / под ред. А.С. Зубченко, - 2-е изд., - доп. и испр. - М.: Машиностроение, 2003. - 784 с.

6.      Каменичный, И.С. Краткий справочник технолога-термиста: справочник / И.С. Каменичный. - М.: Машгиз, 1963 - 287 с.