2. Розрахунок горіння палива

При розрахунку горіння палива визначається:

а) теплотворність палива;

б) кількість повітря, яка необхідна для повного спалювання одиниці палива;

в) кількість і склад утворених при цьому продуктів горіння [4].

1. Теплотворність палива

Теплотворність для газоподібного палива визначається за формулою:

кДж/м³, (2.1)

де СО, Н₂ і т.д. – відсотковий вміст відповідних компонентів в пальному. Член виражає суму добутків теплоти згорання компонентів газу на їх процентний вміст в газі.

2.2 Кількість повітря, яка необхідна для повного спалювання одиниці палива

Кількість повітря, яка необхідна для повного спалювання одиниці палива для газоподібного палива:

(2.2)

де – коефіцієнт витрат повітря, що рівний 1,05,

– теоретична кількість повітря, яка необхідна для спалювання одиниці газоподібного палива.

(2.3)

м³/м³,

де – волого вміст сухого повітря, що складає 10 г/м³.

м³/м³.

3. Кількість і склад продуктів повного спалювання палива

Для газоподібного палива:

м³/м³, (2.4)

м³/м³,

м³/м³, (2.5)

м³/м³,

м³/м³, (2.6)

м³/м³, (2.7)

м³/м³,

м³/м³, (2.8)

м³/м³.

Сумарний об’єм продуктів горіння:

м³/м³, (2.9)

м³/м³.

Відсотковий вміст продуктів горіння:

(2.10)

, (2.11)

(2.12)

(2.13)

3 Тривалість нагріву металу

При розрахунку часу нагріву нагрів розбивається на три інтервали: Ι – 20…600 ºС, II – 600…800 ºC, III – 800…1010 ºC.

Середня теплоємність в інтервалі температур:

(3.1)

де – тепловміст при температурі t, кДж/кг.

кДж/кг;

кДж/кг;

кДж/кг.

Коефіцієнт тепловіддачі:

(3.2)

де – температура печі, ºС(ºК);

– температура поверхні, ºС(ºК);

- приведений коефіцієнт випромінювання, Вт/м²·ºК⁴,

де =5,76 Вт/м²·ºК⁴;

– степінь чорноти.

;

;

;

;

Середнє значення коефіцієнту тепловіддачі:

; (3.3)

;

;

.

Тривалість нагріву визначається за формулою:

, (3.4)

де S – розрахункова товщина тіла, що нагрівається (половина товщини при двохсторонньому нагріві);

– коефіцієнт форми, який для циліндра дорівнює 2;

– щільність, кг/м³;

– середня теплоємність, Дж/кг·град;

– коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м²·град;

– температура печі, ºС;

– початкова температура тіла, ºС;

– кінцева температура тіла, ºС;

с;

с;

с.

Загальний час нагріву:

с = 23,1 хв.

4 Розрахунок розмірів робочої камери печі

Для визначення розмірів робочої камери печі необхідно знайти кількість деталей у садці:

шт, (4.1)

де – програма випуску, що рівна 550000 шт;

– кількість садок в рік.

Кількість садок в рік визначається за формулою:

(4.2)

де – фонд роботи обладнання в одну змінну, 2015 год;

– кількість робочих змін, що рівна 3;

– коефіцієнт завантаження обладнання, що рівний 0,86;

– загальний час садки, год.

Визначаємо загальний час садки:

, (4.3)

де – час нагріву заготовки у садці, год;

– додатковий час, год.

Час нагріву заготовки у садці:

, (4.4)

де – час нагріву заготовки, год;

– коефіцієнт, що враховує спосіб розташування заготовки в печі, приймаємо його рівним 1,4 [4].

хв.

Додатковий час:

хв;

хв.

Отже, = 43,12 хв = 0,72 год.

.

Приймаємо = 7221 шт.

шт.

Приймаємо = 77 шт.

Ширина черіні печі:

, (4.5)

де – кількість рядків, приймаємо її рівною 7;

– довжина заготовки, 160 мм;

– зазор між торцями заготовки, мм.

мм.

Оскільки деталі завантажуються в піч з тарою, то для вільного проходу тари збільшимо ширину печі черіні на 200 мм:

мм.

Довжина черіні:

, (4.6)

де – кількість рядків, приймається рівна 11;

– ширина заготовки, 170 мм;

– зазор між торцями заготовки, мм.

мм.

Оскільки деталі завантажуються в піч з тарою, то для вільного проходу тари збільшимо довжину печі черіні на 200 мм:

мм.

Знайдемо розміри печі з врахуванням розмірів і положення цегли. Розмір цегли становить 250×125×65 мм.

Ширина печі:

шт.

Приймаємо 6 цеглин за шириною печі.

мм.

Довжина печі:

шт.

Приймаємо 18 цеглин за довжиною печі.

мм.

Висота камери печі:

мм.

шт.

Приймаємо 27 цеглин за висотою печі.

мм.

Розміри робочого простору печі вказані на рис. 4.1.

Рисунок 4.1