Файл: Несенчук, А. П. Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
, m ~ |
Qnp |
ккал/нм3 (кдж/нм3); |
(8.7) |
|
4(5) |
Vi |
|||
|
2J |
|
|
|
гг.ух — энтальпия |
дымовых газов, покидающих печь или зону |
|||
(при составлении зонального баланса теплоты); |
|
|||
h.yn= Cp,T tT.yx ккал/нм3 (пр. crop.) (кдж/нм3 пр. crop.); |
(8.8) |
|||
Ср'гух — средняя объемная изобарная теплоемкость дымовых га зов среднего состава, табл. 8.L;
Т а б л . 8.1. Средняя объемная изобарная теплоемкость продуктов сгорания среднего состава
^r.yx, |
° С |
с , ккал/нліл'° С |
|
|
Р |
0 |
|
0,34 |
200 |
|
0,34 |
400 |
|
0,348 |
600 |
|
0,356 |
800 |
|
0,363 |
1000 |
|
0,369 |
1200 |
|
0,374 |
1400 |
|
0,38 |
tr.yx — температура |
печных |
газов на выходе из печи (зоны); |
із — потеря тепла с химическим недожогом топлива;
(3=30,4СО+25,7Н2 ккал/нм3 (пр. crop.) (кдж/нм3пр. crop.); (8.9)
СО и Н2 — содержание окиси углерода и водорода в 1 нм3дымовых
|
газов, %• |
|
|
Формула (8.6) записана для случая, когда воздух |
и топливо |
||
не подогреваются. С учетом подогрева выражение (8.6) |
принимает |
||
вид |
|
|
|
|
( І т + І в + І’т) (t'r.yx- Ң з ) |
|
/п іп \ |
где гв — энтальпия подогретого воздуха-окислителя; |
|
|
|
tB= |
Ѵп |
|
(8.11) |
——-----cp'BtB" ккал/нм3 (пр. crop.) (кдж/нм3 пр. crop.); |
|||
|
2 Vi |
|
|
Cp' |
— средняя объемная изобарная теплоемкость воздуха |
(табл. |
|
8.2) ;
141
Т а б л . 8.2. Средняя объемная изобарная теплоемкость воздуха
'в- ° С |
с , к к а л / н м 3■0 С |
|
|
0 |
0,3098 |
100 |
0,3106 |
200 |
0,3122 |
300 |
0,3146 |
400 |
0,3174 |
500 |
0,3207 |
600 |
0,324 |
700 |
0,3274 |
800 |
0,3306 |
900 |
0,3338 |
tB" — температура подогрева воздуха. Энтальпия подогретого воздуха
іт= —^ |
---- Cp' tT" ккал/нм3 (пр. crop.) (кдж/нм3пр. crop.), (8.12) |
2 |
Ѵі |
і= |
1 |
где Cp' — средняя объемная изобарная теплоемкость смеси компо
нентов топлива (табл. 4.1 и 4.2); U" — температура подогрева топлива.
Значение іг.ух дымовых газов, состав которых отличается от принятого (табл. 8.1), можно найти по формуле
|
Іг.ух= |
2 ViCpt'tг.ух, |
(8.13) |
|
|
|
і—1 |
|
|
где Ѵі — доля і-го компонента, нм3/нм3 (пр.сгор.); |
|
|||
Ср( — средняя |
объемная |
изобарная |
теплоемкость і-го компо |
|
нента |
продуктов |
сгорания |
(табл. 4.2), |
ккал/нм3-0С |
(дж/нм3-0К).
Влияние теплотворной способности топлива, а также подогрева компонентов рабочей смеси на значение гіи.т иллюстрируется рис. 8.1
и8.2. При построении графиков (рис. 8.1) принималось, что іг.ух=
=900° С, а воздух и топливо не подогреваются.
Приходная статья теплового баланса
<2экз= 1 3 5 0 Р ккал/я {кет), |
(8.14) |
где 1350 — среднее тепловыделение за счет окисления 1 кг железа,
ккал/кг (кдж/кг);
142
А р — угар стали; |
для методических |
нагревательных печей |
||
Ар = |
1—3% |
(зависит от марки стали); |
(кг/сек). |
|
Р — производительность печи по металлу, кг/ч |
||||
|
|
Риг |
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
3 |
\ |
380 |
2380 |
3780qPkM () |
200 |
WO tg,°C |
Рис. 8.1. Зависимость коэффициента исполь- |
Рис. 8.2. Влияние температу- |
|||
зования топлива |
от теплоты сгорания Qnp. |
ры подогрева |
воздуха на |
|
|
|
|
коэффициент |
использования |
|
|
|
газообразного топлива: |
|
1— .QHP=4080 ккалінм3;
2 — QaР=2200;
3 —<J„P=890 ккал/нм3.
Формула (8.14) для трехзонной методической нагревательной печи принимает вид:
Qa.« св= |
(0,3—0,5) <2эк3; |
(8.15) |
Qai(3T0M= |
(0,7 0,5) Qah-3, |
|
где Qaкзсв и Qan3T0M— соответственно тепловыделения в сварочной
итомильной зонах.
8.4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДНЫХ СТАТЕЙ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Правая часть уравнений (8.1) и (8.2) представлена расходными статьями баланса тепла печи.
Численное значение Q-пол находится из соотношения (В і< В ікр):
Q n o л = ( р + щ ^ ~ ) ( І'м Вых” 1» в х ) ккал / ц ( КвТ) . ( 8 Л 6 )
где ім вых и імвх. — соответственно энтальпия металла на выходе и входе в печь или зону;
*'мвых |
м вых’ *'м вх |
^ывх ' |
Если В і> В іКр, то в формулу (8.16) в качестве разности энталь пий металла подставляется
СРм ^мвых“ ^мвх^
143
где |
Cp |
— средняя весовая изобарная |
теплоемкость металла |
|
|
в интервале температур tM |
— Гчвх; |
/м |
и tм |
— средние по сечению температуры металла. Эти тем |
|
|
|
пературы могут быть рассчитаны аналитически или |
|
|
|
выбраны по графикам [26]. |
|
1. |
|
П л а с т и н а (Ві^ 0,5; Sk^0,15). Для пластины средн |
|
по сечению температуру определяют следующим образом. Вначале по графикам выбирается средняя по сечению относительная тем пература
ö = F (F o■Sk+фо; Sk), |
(8.17) |
||||
где Sk — критерий Старка; |
|
|
|
|
|
с , _ |
С п |
( |
Т ѵ \ 3 |
X |
(8.18) |
|
100 |
' |
100 ' |
я„ |
|
|
|
||||
Сп — коэффициент излучения (приведенная величина) в рас сматриваемом сечении;
Гг — температура газов в этом сечении;
X — характерный размер заготовки пли изделия; Ям — коэффициент теплопроводности стали.
Относительная температура может быть представлена так:
где Гм— искомая средняя по сечению температура металла.
Функция фо, входящая в формулу (8.17), находится в соответ ствии с формулой [26]
|
|
фо=77і(10о, Sk), |
|
где Ф0— начальная относительная температура металла; |
|
||
|
|
ГМВ X |
|
|
|
Гг |
|
2. |
Ц и л и н д р |
(В і^0,5; Sk^0,15). В случае нагрева цилинд |
|
графическая зависимость для нахождения тЭимеет вид |
|
||
|
■6'= |
r’2(2Fo Sk+фо; Sk), |
(8.19) |
где -0’= |
Гм |
|
|
Гг ■ |
|
|
|
|
|
|
|
144