2.Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи.

1. Наружная поверхность трубы (на 1 м длины), м²

2.Внутренняя поверхность кладки (на 1м длины), м²

3.Угловой коэффициент излучения кладки на трубу

4.Приведенный коэффициент излучения, Вт/(м^2.К⁴)

5. Приведенный коэффициент излучения с учетом конвекции, Вт/(м^2.К⁴)

3.Расчет нагрева труб

1.Температура кладки, ^оС

Принимаем температуру кладки:

2.Температура трубы, ^оС

• Начальная

• Конечная (задаемся)

• Средняя

3.Теплотворность металла при средней температуре, Вт/(м^.К)

(57)

4.Средняя теплоемкость металла в интервале температур нагрева,

5.Число Старка

<0,15 --- тело тонкое

6.Коэффициент заполнения печи

где: l- длина трубы, t-разрыв между трубами в печи.

7.Масса одного метра трубы, т/м

т/м

8.Продолжительность нагрева трубы в секции, ч

где: n-число ручьев; L_c-длина секции; M- масса 1 м длины заготовки; P- производительность печи; k_з- коэффициент заполнения печи.

9.Коэффициент формы

10.Начальный температурный фактор, К^-3

К^-3 с (Рис.1.17)

11.Конечный температурный фактор, К^-3

К^-3

12.Конечная температура трубы, ^оС

4.Расчет горения топлива (состав исходного газа, состав и калориметрическая температура продуктов горения)

_{Пересчет сухую массу на влажную, в исходном топливе появляется H2O ( сумма каждой составляющей = 100%)}

_{Таблица №1}

Наименование топлива	Состав сухого топлива в объемных, %										Влажность W г/м3
	CH4	C2H4	С2H6	C3H8	C4H10	C5H12	CO2	N2	Всего
Природный газ Мухановского м/р.	57,50	0,00	15,00	11,0	8,00	4,00	1,50	3,00	100	28
	Состав влажного топлива в объемных, %
Природный газ Мухановского м/р.	55,57	0,00	14,5	10,6	7,73	3,87	1,45	2,9	100

_{Дано: n=1,08; Tв=370 оС}

_{а) Определим теплоту сгорания природного газа, пользуясь табличными значениями тепловых эффектов горения горючих компонентов топлива.}

_{б) Определение расхода воздуха необходимого для горения количества и состава продуктов сгорания ведется на 100 м3 исходного топлива, а вычисления делаются в табличной форме.}

_{Реакция окисления горючих компонентов топлива:}

_{CH4+2O2=2H2O(пар)}

_{С2H4+3O2=2CO2+2H2O(пар)}

_{C2H6+7/2O2=2CO2+3H2O(пар)}

_{C3H8+5O2=3CO2+4H2O(пар)}

_{C4H10+13/2O2=4CO2+5H2O(пар)}

_{C5H12+8O2=5CO2+6H2O(пар)}

_{Таблица №2.}

Топливо		Воздух, м3			Образуется продуктов сгорания, м3
Состав	Содержание, м3, %	O2	N2	Всего	CO2	H2O	O2	N2	Всего
CH4	55,57	111,14			55,57	111,14
C2H6	14,5	50,75			29	29
C3H8	10,6	53			31,8	42,4
C4H10	7,73	50,245			30,92	38,65
C5H12	3,87	30,96			19,35	23,22
CO2	1,45	---			1,45
N2	2,9	---						5,07
H2O	3,4	---				3,4
n=1	100	296,1	1113,9	1410	168,09	247,81		1124,2	1540
%		21	79	100	11	16		73	100
n=1,08		319,8	1203,012	1522,8	168,09	247,81	34,86	1228,77	1663,2
%		21	79	100	10,1	15	2,096	73,88	100

_{в) Находим плотность компонентов газа и продуктов сгорания топлива.}

_{, кг/м3}

_{г) Составим материальный баланс горения.}

_{Поступило:}

_{100 м3 топлива, в том числе:}

_{CH4=> 55,57∙0,714=39,68 кг}

_{C2H6=> 14,5∙1,339=19,41 кг}

_{C3H8=> 10,6∙1,964=20,82 кг}

_{C4H10=> 7,73∙2,589=20 кг}

_{C5H12=> 3,87∙3,214=12,44 кг}

_{CO2=> 1,45∙1,964=2,85 кг}

_{N2=> 2,9∙1,25=3,63 кг}

_{H2O=> 3,4∙0,804=2,734 кг}

_{Всего топлива: 121,6 кг}

_{Воздуха 1758,46 м3 , в том числе:}

_{О2 => 319,8 ∙ 1,429=457 кг N2=> 1228,77∙1,25=1536 кг}

_{Всего воздуха: 1993 кг}

_{Итого: топлив + воздух = 121,6+1993=2114,6 кг}

_{Получено продуктов сгорания 1663,2м3 , в то числе:}

_{CO2=> 168,09∙1,964=330,13 кг}

_{H2O=> 247,81∙0,804=199,24 кг}

_{О2=> 34,86∙1,429=49,81 кг}

_{N2=> 1228,77∙1,25=1536 кг}

_{Всего: 2115,18кг}

_{Невязка баланса:}

_{е) Определение колориметрической температуры горения топлива методом последовательных приближений.}

_{, где} =0

- в таблице энтальпий, энтальпия зависит от T

при температуре T_в=370 ^оС => C_в=1,318 кДж/(м³К) =>

кДж/м³

кДж/м³

Задаемся Т₁=2100 ^оС

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

Т₂=2200 ^оС

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³

кДж/м³