ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.05.2024
Просмотров: 69
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Металлургическая теплотехника»
направление: 22.03.02 Металлургия
Составитель: Кабаков З.К.,
д.т.н., профессор кафедры ММиТО
1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
№ и наименование раздела (модуля) дисциплины | Краткое содержание |
1.Тепловые процессы в черной металлургии | Основные агрегаты и технологии черной металлургии. Основные теплофизические процессы в агрегатах черной металлургии. Основные понятия и законы учения о теплоте. Роль тепловых процессов в различных агрегатах. |
2.Способы получения теплоты в металлургии | Виды топлива: газообразное, жидкое и твердое. Сжигание топлива. Устройства для сжигания. Другие способы теплопередачи в металлургических агрегатах. |
3.Основы теплопередачи | Теплопроводность, конвекция, тепловое излучение, сложный теплообмен. |
4.Механика газов и жидкости | Физические свойства газов и жидкостей. Статика и динамика газов и жидкостей. Закон Бернулли и его применение. |
5.Тепловые процессы в металлургических агрегатах | Нагрев металла. Основные теплофизические свойства металлов. Основные характеристики нагрева металла в печах. Источники и стоки тепла в различных агрегатах. Плавление, затвердевание и охлаждение металла. |
6.Тепловой баланс агрегатов | Основные статьи теплового баланса. Уравнение баланса. Коэффициент полезного использования тепла. |
7.Утилизация тепла в металлургии | Теплотехнические основы теплоутилизации. Устройства для утилизации. |
8.Очистка газов и воды в металлургии | Основы теории очистки газов и воды. Устройства для очистки газов и воды. |
9.Газоочистные тракты агрегатов | Назначение газоочистных трактов. Устройства трактов для конвертера, доменной печи и дуговой сталеплавильной печи. |
2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
2.1 Тематика практических занятий
№ раздела (модуля) | Тема практического занятия |
3 | Расчет теплопроводности плоской и цилиндрической стенок |
3 | Расчет конвективного теплообмена |
3 | Расчет лучистого теплообмена |
3.2 Методические указания к выполнению практических работ
Практическая работа №1 Расчет теплопроводности плоской и цилиндрической стенок
Цель работы: Рассчитать температуру поверхностей и тепловые потоки у плоской, цилиндрической и сферической стенки
-
Определить удельный средний поток от верхней поверхности лежащей полосы, температура которой 700°С. -
Определить средний удельный поток при охлаждении стенки изложницы высотой 2м и температурой поверхности 600°С (охлаждение: свободная конвекция и излучение). -
Определить удельный поток от поверхности заготовки при толщине корки 5см, температуре затвердевания 1500°С и температуре поверхности заготовки 1050°С. -
Определить коэффициент теплоотдачи при охлаждении водой из форсунок корки в задаче 3 при температуре воды 30°С.
5. Определить величину теплового потока Q, количество тепла QΣ, передаваемого через стенку печи толщиной δ, м, за время t, ч, если коэффициент теплопроводности материала равен λ, Вт/(м·К), а поверхность стенки F,м2, и температуры внешних поверхностей стенки равны Т П1и Т П2, °С.
Таблица 1
Исходные данные | Вариант | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
δ | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,45 | 0,75 |
λ | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 4,3 | 4,3 | 2,8 | 3,6 | 1,8 | 0,6 |
F | 5 | 10 | 15 | 20 | 5 | 10 | 15 | 20 | 8 | 16 |
Т П1 | 300 | 400 | 800 | 900 | 1000 | 1200 | 1300 | 1400 | 850 | 970 |
Т П2 | 50 | 60 | 450 | 270 | 180 | 240 | 450 | 280 | 140 | 210 |
t | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 0,5 | 1,0 | 3,5 | 4,0 | 5,0 | 7,0 |
6. Через стенку печи размером АхВ, м, коэффициент теплопроводности которой равен λ, Вт/(м·К), проходит тепловой поток Q,Вт. Какова должна быть толщина стенки, чтобы температура второй поверхности Т П2 была меньше заданной температуры Т П1,°С, первой поверхности в nраз?
Таблица 2
Исходные данные | Вариант | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
А | 2 | 3 | 4 | 5 | 2 | 4 | 4 | 1,0 | 1,2 | 1,8 |
В | 3 | 1,5 | 4 | 6 | 3 | 5 | 7 | 1,5 | 1,6 | 2,2 |
λ | 0,5 | 0,8 | 1,6 | 1,8 | 0,25 | 4,3 | 1,2 | 4,0 | 2,8 | 8,8 |
Q | 1500 | 1100 | 4000 | 8500 | 3600 | 4800 | 2800 | 5600 | 12000 | 35000 |
Т П1 | 780 | 900 | 1240 | 1350 | 1410 | 1500 | 850 | 920 | 1250 | 1180 |
п | 5 | 3 | 4 | 6 | 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 4 |
7. Определить температуру внутри стенки толщиной δ, м, на расстоянии х,м, от левой поверхности, имеющий температуру, ТП1,°'С, если коэффициент теплопроводности стенки при нормальных условиях равен λ0, Вт/(м·К), а температура правой поверхности равна ТП2,°С.
Таблица 3
Исходные данные | Вариант | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
δ | 0,35 | 0,115 | 0,25 | 0,46 | 0,5 | 0,8 | 0,65 | 0,13 | 0,7 | 0,4 |
х | 0,25 | 0,08 | 0,15 | 0,2 | 0,35 | 0,45 | 0,35 | 0,1 | 0,25 | 0,3 |
ТП1 | 1400 | 1000 | 1350 | 900 | 1200 | 1400 | 1600 | 1280 | 1100 | 950 |
ТП2 | 60 | 75 | 70 | 80 | 90 | 50 | 70 | 70 | 60 | 90 |
λ0 | 0,88 | 0,88 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,81 | 0,81 | 0,88 | 0,88 | 0,88 |
8. Определить плотность теплового потока через стенку толщиной δ, м, имеющую коэффициент теплопроводности λ