Файл: Несенчук, А. П. Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

2.Записать теплотворную способность рабочего топлива в со­ ответствии с табл. 3.1 (привести значение QHp, ккал (нм3 или ккал/кг).

3.Для заданного коэффициента избытка воздуха определить компоненты состава продуктов сгорания (выписать значения Ксо2,

ІДігО, Ун-- и Ко2) Для влажных газов с размерностью % и нм3/нм3.

Сэтой целью может быть использована табл. 3.1.

4.Суммарное количество продуктов сгорания (при заданном а

принять по табл. 3.1). Записать значение Б Ѵі с размерностью

нм3/нм3 (нм3/кг).

При а < 1 методика такова.

1.С помощью диаграммы окисления — восстановления металла (рис. 3.1), используя значение tT2, определить константы равновесия ki и ko (привести константы равновесия).

2.Используя графики (рис. 3.2), найти коэффициенты избытка

воздуха ссі и а 2 (привести графики и значения аі и а 2).

3.Определить коэффициент избытка воздуха а (записать рас­ четную формулу и выполнить расчет а).

4.Выписать 'теплотворность и состав топлива (состав топлива выразить как в %, так и нм3/нм3).

5.Теоретически необходимое количество воздуха взять по табл. 3.1 (записать численное значение этой величины с размер­ ностью нм3/нм3) .

6.Записать действительное количество воздуха (привести рас­ четную формулу и расчет величины. Размерность нм3/нм3).

7.Определив IV , найти количество кислорода, которое вно­ сится в сварочную зону с воздухом (записать формулу и сделать расчет величины, нм3/нм3).

8.Определить, сколько азота вводится в сварочную зону (3.6) (записать формулу и произвести расчет, нм3/нм3).

9.Считаем, что в результате неполного горения (а < 1 ) в сва­ рочной зоне образуются газы

род, образуются в результате окисления и разложения элементов топлива, содержащих С (перечислить эти элементы).

Из баланса содержания углерода можно записать (написать выражение (3.2) и подставить значения компонентов топлива. Вели­ чины Усо2 и Кео выразить в нм3/нм3).

Из баланса кислорода написать уравнение (3.4), подставляя значения соответствующих компонентов топлива. Определить зна­ чение суммы Ксо2+К со+ К н2оЗначения элементарного состава под­ ставлять в нм3/нм3.

Из баланса водорода имеем (написать выражение (3.3) и опре­ делить сумму компонентов дымовых газов Кн2+ К н 2о, нм3/нм3) .

Полученные уравнения переписать.

Анализ показывает, что приведенная система, состоящая из трех уравнении, относительно ѴСо2, Ѵсо, Ѵц2о и Ѵн2 решена быть не может, так как в ней четыре неизвестные величины. Записать чет­ вертое уравнение

Полученную систему решить относительно Ѵсо2, Ѵсо, Ѵц, и Ѵн2о (привести подробное решение).

Для сварочной зоны записать значения Ѵсо, Ѵсо2, Ѵн2 и Ѵн2о (привести значения этих величин, нм3/нм3).

В соответствии с выражением (3.6) найти значение S Vn2cb, нм3/нм3 (написать формулу и рассчитать величину В Vn2cb).

II. Определить суммарный объем продуктов сгорания в сваро ной зоне печи

г=і 12. Определить состав продуктов сгорания на выходе из ме

дической зоны печи, полагая, что ос=1. Расчет производится на 1 нм3 исходного топлива, поступающего в сварочную зону печи.

В качестве топлива, поступающего в методическую зону, исполь­ зуются продукты, уходящие из зоны сварочной. Состав их таков:

сать формулы и рассчитать значения величин).

Суммарный объем продуктов сгорания на выходе из методиче­

260

Подсчитать тепловыделение в сварочной зоне из уравнения (3.13) (написать формулу и выполнить расчет величины).

методика определения температуры в зоне или камере следующая. 1. Записать уравнение баланса тепла, внесенного в зону или

камеру, см. формулу (4.3) (записываем эту формулу).

Заметим, что температура дымовых газов tr2 должна подчи­

няться выражению 2. Подсчитать значения величин, входящих в уравнение (4.3)

(здесь записать значение Qnp). Величина QT" находится по формуле

QT" = 2 Ѵіт с'рТі/т" ккал/нм3 (кдж/нм3)

(выполняем расчет величины QT").

Значения объемных изобарных теплоемкостей с'рсо2, с'рсо и других компонентов топлива взять из табл. 4.2 (привести значения средних объемных изобарных теплоемкостей компонентов топлива).

Значения объемов Ѵсо2, Всю и т- д- выбрать из элементарного состава топлива, табл. 4.1 (привести значения объемов).

Определить величину

QB" = W Cpjt' ів" ккал/нм3 {кдж/нм3),

где ѴУ выбрать из табл. 3.1 (привести значение ѴУ)- Рассчитать значение 2 Qi (выполнить расчет величины).

3.Используя і— диаграмму, рис. 4.1—4.10, определить ка­ лориметрическую температуру продуктов сгорания (записать зна­ чение этой температуры и привести диаграмму).

4.Задаваясь пирометрическим коэффициентом (табл. 4.3), определить действительную температуру газов У (привести значе­ ние пирометрического коэффициента и выполнить расчет темпера­ туры ігі).

5.Сопоставить найденную температуру tri со значением /“,■+ +Д/,- (выполнить такое сопоставление).

6.К дальнейшему расчету принять температуру (привести зна­

чение принятой температуры У ).

В тех случаях, когда требуется определить действительную

261

1.Задаться значением температуры подогрева'топлива (запи­ сать принятую температуру топлива).

2.Определить температуру дымовых газов при условии, что Аt

известно

2 Q i= Q np_bQT,/_bQn//-

5. Из выражения

QB" = 2 Qi—(Qnp+ Q T") ккал/нм3 (кдж/нм3)

найти температуру подогрева воздуха tB" (выполнить расчеты, свя­ занные с определением tB").

В остальном методика расчета полностью совпадает с изложен­ ной для случая, когда t-T" и tB" заданы.

Определение действительной температуры в сварочной зоне печи безокислительного нагрева стали в открытом пламени выпол­ няется в соответствии с разработками Стальпроекта по безокисли­ тельному нагреву. Методика расчета такая.

1.В соответствии с п. 3, § 11.2 привести значение коэффициента избытка воздуха в сварочтюй зоне печи (привести значение а).

2.Для сварочной зоны задаться перепадом температуры между газами и поверхностью металла (в пределах 30—100° С) (привести значение At ) .

3. Определить температуру ^ + A f для сварочной зоны исходя

из принятых величин At и t^z (выполнить расчет температуры tr2.). 4. По графикам (рис. 4.11—4.14) найти максимально возмож­ ную температуру дымовых газов в сварочной зоне (привести график

и записать значение температуры tm') .

262