2.6 Расчёт основных размеров печи

Для обеспечения производительности Р= 60 т/час, в печи должно одновременно находиться следующее количество металла:

G= P

(43)

G= 60 1,05=63 т.

Масса одной заготовки:

(44)

где l- длинна заготовки, м;

b- ширина заготовки, м;

d- высота заготовки, м.

- удельный вес стали =7,85 г/см³.

g=10 0,01 0,01 7,85=0,78т

Число заготовок, одновременно находящихся в печи:

(45)

При однорядном расположении заготовок общая длина печи:

L=b n;

(46)

L= 0,1 80=8м

Площадь пода при ширине печи:

Fпод =B L;

(47)

F_под =10,5 8=84м²

Высоты отдельных зон печи оставляем такими же, какие были приняты при ориентировочном расчёте. Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева;

для методической:

(48)

для сварочной зоны:

(49)

для томильной зоны:

(50)

Напряжение пода печи:

(51)

2.7 Тепловой баланс печи. Определение Расхода топлива

1. Приход тепла.

Тепло от сгорания топлива:

(52)

Где В- расход топлива, м³/с;

2)Тепло, вносимое с подогретым воздухом или газом:

(53)

3)Тепло экзотермических реакций (принимаем угар металлов за 1%)

(54)

Расход тепла.

1)Тепло, затраченное на нагрев:

(55)

=0,7; = 0,46; =20⁰С

(56)

2)Тепло, уносимое уходящими газами:

(57)

где энтальпия дымовых газов, при t_ог= 800⁰С равна:

3)Потери с химическим недожогом топлива. Принимаем в уходящих дымовых газах 1%

(58)

4)Потери с механическим недожогом топлива. Принимаем утечку газа 2%

(59)

5)Потери тепла с окалиной:

(60)

где =1,25 кДж/кг ˟С⁰;

6)Потери тепла через кладку стен:

методической зоны:

(61)

где - открытая часть окна посада, которая равна 0,2;

сварочной зоны:

(62)

томильной зоны:

(63)

Полная поверхность стен:

(64)

Найдём температуру кладки, усреднённую по длине печи:

(65)

Температуру наружной поверхности стен принимаем равной 50⁰С, находим ориентировочно температуру на стенке кладки и теплоизоляции:

Средняя температура шамотного слоя:

(66)

Средняя температура теплоизоляций:

Из лит. 2, стр. 366 находим:

(67)

Поверхность кладки свода:

Поверхность свода, усреднения по длине печи:

(68)

Температуру наружной поверхности свода тоже принимаем на 100с больше, чем кладки: ;

Температура на стыке кладки теплоизоляции:

(69)

Средняя температура шамота:

(70)

Средняя температура изоляции:

(71)

Потери через свод составят:

(72)

Принимаем, что потери тепла через под составляют 20% от общей потери тепла стенки и свод печи:

(73)

7)Потери тепла излучением через открытые окна:

(74)

где - коэффициент диафрагмирования равен 0,7;

Т_г- средняя температура газов в печи,

- относительное время открытия окна,

Если для выдачи одной заготовки окно открывается на 10с, а количество выданных за час заготовок:

(75)

77 10=770 с= 0,214 ч

То в течении каждого часа окно выдачи бывает открыто 0,214ч

Относительное время открытия окна выдачи: =0,214ч

Значение для смотровых окон принимаем 0,05ч, для окна посада - =1 (окно открыто всё время).

Площадь открытой части окна посада:

(76)

Площадь открытой части выдачи равна:

(77)

где - полная толщина изделия.

Площадь одного смотрового окна принимаем из данных практики 0,2м²

- в методической зоне:

- в сварочной зоне:

- в томильной зоне:

Потери тепла излучением:

Методическая зона:

(78)

Сварочная зона:

(79)

Томильная зона:

(80)

Общие потери излучения через окна печи:

(81)

8)Потери тепла с охлаждением водой принимаем 10% от тепла, вносимого с топливом и воздухом.

(82)

9)Неучтённые потери принимаем 10%:

(83)

Составим уравнение теплового баланса:

(84)

В 6350+В 644,5+944,6=13432,5+В 3002,9+В 298,69+В 156+345+310,08+746,42+В 699,45+(В 69,94+105,65)

В 6994,5+944,6 =В 4226,98+14939,65

В ˟ 2767,52=13995,05

Подставляем значение В в статьи прихода и расхода тепла, и полученные данные заносим в таблицу 3.

Таблица 3 – Тепловой баланс печи

Статьи прихода	кВт	%	Статьи расхода	кВт	%
1 Химическая энергия топлива	32105,6	88,42	1 На нагреве металла	13432,5	37
2 Физическое топливо воздуха	3258,59	8,97	2 С уходящими газами	15182,66	41,8
3 Тепло экзотермических реакций	944,6	2,61	3 С химическим недогаром топлива	1510,17	4,16
363.11			4 С механическим недогаром топлива	788,73	2,17
			5 Потери с окалиной	345	0,95
			6 Через кладку	310,08	0,85
			7 С излучением	746,42	2,05
			8 С охлаждённой водой	3536,41	9,74
			9 Неучтённые потери	459,26	1,26
Всего: ∑	36308,79	100%	Всего: ∑	36311,23	100%

Неувязка в допустимых пределах не должна превышать 0,3%