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: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3

Заготовка массивная 67

— тонкая 67 Значение пирометрического коэффи­

циента 41

И

Игольчатый рекуператор 193 Инжекцнонные горелки (разновидно­

сти) 160

Инжекцнонные горелки (расчет) 156 Истечение при критическом давлении

157

— — сверхкрптнческом давлении 157

К

Калориметрическая температура 38 Количество азота (горение) 32

воздуха (горение) 29

вторичного распылителя 185

дымовых газов в зоне (неполное

горение) 34

заготовок в зоне 132

кислорода (горение) 32

Конвективная составляющая тепло­ обмена 50

Константы равновесия 30 Короткофакельные горелки 168 Коэффициент диафрагмирования 150

— запаса по напору 237

------- по производительности 237

избытка воздуха (значение) 27, 31 (определение) 31

излучения (приведенный) 52, 55

использования топлива 140, 191

кинематической вязкости воздуха

214

----- дымовых газов 213

местных потерь 225, 234

открытия 150

пересчета (расчет горелок) 161, 169, 177, 179

полезного действия вентилятора

237

----- зоны 140

----- печи 140

----------- смесителя 186

теплоотдачи 51, 128, 149

теплопроводности грунта 150 кладки 148

------- стали (углеродистая) 76

----------- (легированная) 78

трения 224

удержания теплоты 192

формы 72, 73, 74, 79

Кратность регулирования 157

Критерий Био 62, 66

— Нуссельта 128

Прандтля 128

Рейнольдса 125

Старка 144

Фурье 65, 129

Эйлера 125

Л

Локальное тепловое моделирование

127

Лучистая составляющая теплообмена (плотный посад) 56

----------- (неплотный посад) 56

М

Максимальная температура нагрева

24

— — безразмерная 90 Максимально возможная температура

в зоне 47, 48 Металлоемкость рекуператоров 194 Метод конечных разностей 111

— сечений 88 Минимально допустимая скорость

в кратере 159 Множители подобного преобразова­

ния 121, 126

Моделирование приближенное 125

— точное 125

Н

Нагрев бунта проволоки 104

в расплавах солей 61

насыпи деталей 104

пачки листов 104 Напор вентилятора 237 Направляющая точка 111

Напряженность пода печи 136

----------- активного 136

Начальная неравномерность прогрева

69

— относительная температура метал­

ла 144

Неравномерность прогрева металла 15

— ------- конечная 72

О

Общая длина печи 130 Общее время нагрева 69 Объем излучающих газов 58

Объемная кратность инжекции 157 Относительная безразмерная темпера­

тура 66

поверхность рекуператора 205, 207

температура вторичного теплоноси­

теля 204 Относительный зазор (излучение) 56

— шаг 235

Охлаждение в жидкостях 61

— кратера горелки 162

281


 

 

п

 

Скорости теплоносителей в рекупера­

 

 

 

 

торе 193,

194, 208

Парциальное давление 30

 

Скоростной

коэффициент газового

Перепад давления в модели 126

сопла 156

 

Пересчет

производительности горелки

— — мазутного сопла 184

161

 

 

 

— напор в кратере 158

Пирометрический коэффициент 40

Скорость дымовых газов в зоне 133

Площадь излучающей кладщі 58

-------------в отводящих каналах 133

— пода печи 136

 

------- — в пережиме 133

-----------

активного 136

 

— жидкости в модели 126

Поверхностное натяжение мазута 187

— истечения топлива из сопла 156

Подобие

гидромеханическое

128

— смеси в кратере горелки 158, 179

— тепловое 128

 

Снижение температуры по тракту 223

Подогрев воздуха 38, 191, 208

Сопротивление рекуператора 194, 236

Показатель адиабаты для газообраз­

Средний температурный напор в глис-

ного топлива

157

 

сажной трубе 146

-----------

воздуха 184

 

-------— в опорных балках 146

-----------

пара

184

 

------- перепад в зоне 60

Полезное тепло 143

давление

Средняя по сечению температура ме­

Поправка

на

парциальное

талла 144

 

водяных паров 54

 

— температура газов в зоне 59

— на подогрев топлива 48

графика

— — кладки 149

Построение температурного

-------металла в зоне 60

закалки 17

 

 

Степень развития кладки 53

— :------ отжига 19

 

— рекуперации 196

-----------

отпуска 20

 

— черноты водяных паров 53

----------г- под ковку 22

 

-------

газов 54

 

 

 

Потери напора по длине 224

 

кладки 60

 

 

 

------- по месту 225

 

-------

металла 60

 

 

— тепла с выкатным подом 117

— — углекислоты 52

210

 

печью 145

 

 

-------

элемента рекуператора

 

------- через под печи 150

 

Стойкость рекуператоров 193

 

 

Поток тепла к садке (плотный посад)

Суммарный объем азота 33

 

 

51. 55

 

 

 

-------продуктов сгорания 29, 35

205,

•-------------(неплотный посад) 56

Схема

движения теплоносителей

Прпсосы в печи 223

 

207

 

 

 

 

 

Приходные статьи теплового баланса

— инжекционной горелки 156

 

 

142

 

 

 

— радиационного рекуператора 195

Производительность вентилятора 237

 

 

 

Т

 

 

— горелок 161, 165, 166, 181, 184

 

 

 

 

 

Тела классической формы 65

 

 

Профилирование

рабочего

простран­

 

11,

ства печи 135,

137

 

Температура

в

центре заготовки

Прямоугольная сетка 105

 

13, 68

 

 

 

 

 

 

Р

 

— верхней критической точки /ас, 14

 

 

 

— воды на входе в глиссажную тру­

Радиационный рекуператор

194

бу 146

 

 

 

 

-------на выходе из глиссажной тру­

Радиус капли мазута 187

 

бы 146

 

 

 

 

Расход воздуха

расчетный

177

— выдачи металла 119

 

 

— распылителя

181

 

— газов за

рекуператором 198

 

Расходные статьи теплового баланса

— калориметрическая 38

 

 

143

 

 

 

— кладки 56

 

 

 

Расчет ограждающей конструкции 147

— на границе раздела слоев 108

13,

Расчетная

производительность горел­

— на

поверхности заготовки

11,

ки 169,

177

 

 

68

 

 

 

 

 

— схема тракта печи 247

 

— нагрева стали углеродистой 23

Расчетный коэффициент излучения 55

------------легированной 23

 

 

— момент времени 90

 

— окружающей среды 147

13

 

 

 

 

 

— операций

термообработки

 

 

 

С

 

—- печных газов

11

 

147

 

 

 

 

— поверхности

глиссажных труб

Секундный объем газов 134

 

— подогрева воздуха 38

 

 

282


Температура продуктов сгорания в зо­

Условия однозначности 64 '

 

 

не 42, 48

 

 

 

 

 

Установочные размеры

горелок ГНП

— прокатки стали 24

 

 

 

169

ДНМ, ДВМ 174

 

— стенки рекуператора 199

17

-------------

 

Температурные графики

закалки

------------

ДНС, ДВС 175

 

 

отжига 19, 20

 

 

 

-------------

ДНБ, ДВБ 175

 

— — отпуска 20, 21

 

 

 

-------------

ФВД 182

 

 

Температурный график нагрева 22, 57

-------вентилятора ВМ 238

 

— напор

между

газами

н металлом

-------ипжекциониых горелок 163

 

15

 

 

 

 

 

 

-------

элементов

игольчатого

рекупе­

— фактор нагрева 74, 80

 

 

ратора 193

 

 

 

Теплоемкость-воздуха 40, 142

 

 

 

 

 

 

— газообразного топлива

39

 

 

 

X

 

 

— мазута 186

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— продуктов сгорания 40, 141

 

Характеристика

газообразного

топли­

— стали легированной 78

 

 

ва 28

 

 

 

-------

углеродистой 75

 

 

 

— горелок В 162

 

 

Тепловыделение в зоне 34, 143

 

-------ДНБ, ДВБ

178

 

 

— при окислении железа

142

 

-------ГНП 170

 

 

 

Теплоотдача в игольчатых рекуперато­

-------ДНМ, ДВМ 178

 

 

 

рах 220

за

счет

аккумуляции

-------ДНС, ДВС 178

 

 

Теплопотери

-------Н 165

 

 

 

 

кладкой 145

 

 

 

 

-------П 166

 

 

 

— излучением 150

 

 

 

-------ФВД 182

 

 

 

— с выбросом газов 151

 

 

-------ФНД 184

 

 

 

— с охлаждающей водой 145, 147

 

— блочных элементов 209

 

— через кладку печи 147, 150

 

— вентилятора ВМ 237, 239, 246

Теплопроводность

огнеупорных мате­

— игольчатых рекуператоров

193

 

риалов 148

 

 

материалов

 

— трубчатых элементов 209

 

— теплоизоляционных

 

Характерный размер тела 65

 

 

148

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш

 

 

Теплота сгорания 34

 

 

 

 

 

 

 

Термическое

сопротивление 121, 147

Шаг диагональный 235

 

 

Трубчатые рекуператоры

194

 

(поддонами)

Турбулнзирующая вставка 154

 

— между заготовками

 

 

 

 

 

 

 

 

132

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

Ширина зоны печи (однорядный по­

 

 

 

 

 

 

 

сад)

130

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-----------сад)

(двух- и многорядный по­

Угловой

коэффициент излучения 55

130

 

 

 

 

 

Э

 

 

Удельная

неравномерность прогрева

 

 

 

 

 

63

 

 

 

152

 

Эквивалентный

диаметр

заготовки 86

Удельный вес воздуха

 

-------

газообразного топлива 29

 

Экзотермни теплота 142

 

 

-------

дымовых газов 29,

152

 

Экономия теплоты топлива 197

мазута

184

 

 

 

 

Электродвигатели (типоразмеры) 240,

-------

смеси 160

 

 

 

 

244

 

 

 

 

-------

стали 75, 78

 

 

 

 

Энергия распылпвания 186

 

— расход тепла 140

 

 

 

— удара 187

 

141

 

------

- топлива 140

 

 

 

 

Энтальпия воздуха 38,

 

Уравнение Шмидта 106

 

баланса

31

— газов 141

 

 

 

Уравнения материального

— топлива 38, 141

 

 

Условие автомодельности

процесса

 

— удара и трения 186

 

 

 

127

 

 

 

 

 

 

Эффективная длина луча 59

 


ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

От авторов

‘ ........................................................................................................

3

В в е д е н и е ................................................................................................................

5

Г л а в а 1.

О Б Щ И Е ТРЕБО ВАН И Я , П Р ЕД Ъ Я В Л Я ЕМ Ы Е

К ТЕПЛОВОМ У

 

Р АС Ч ЕТУ ТЕ Р М И Ч Е С КИ Х И Н А ГР Е В А Т Е Л Ь Н Ы Х ПЕЧЕЙ

1.1. Особенности теплового расчетатермических инагревательных печеіі 1.2. Перечень вопросов,подлежащих решению привыполнении расчета печи

Г л а в а

2. Т Е М П Е Р А Т У Р Н Ы Й РЕЖ И М П Л АМ ЕН Н О Й ПЕЧИ

 

 

 

 

ІО.1.

Температурный и тепловой графики тепловой обработки металла .

.

to.2.

Выбор параметров температурного графика термических и нагреватель­

 

ных

п е ч е й ......................................................................................................

 

 

 

13

ю.3.

Температурные графики печей для термообработки

.

.

.

.

ю.4.

Температурные графики пламенных печей для нагрева под ковку, штам­

 

повку и п р о к атк у .............................................................................................

 

 

 

22

8

9

11

16

2.5. Факторы,- обусловливающие

выбор числа

зон рабочего пространства

п

е ч

и .........................................................................................................................

 

26

Г л а в а

3.

РАСЧЕТ П РО ДУКТО В

СГО РАНИЯ ,

О Б Р А ЗУ Ю Щ И Х С Я В ЗО Н АХ

 

 

РАБОЧЕГО ПРО С ТРАНС ТВА ПЕЧИ

 

3.1. Выбор

коэффициента избытка

в о з д у х а ............................................................

27

3.2. Определение состава и суммарного объема продуктов сгорания газо­

образного (жидкого) топлива

в печах с

естественной окислительной

а т м о с ф е р о й ................................................................................................................

 

27

3.3.Расчет суммарного объема продуктов сгорания, образующихся в зонах рабочего пространства с естественной атмосферой, обладающей защит­

ными и восстанавливающими свойствами............................................................

30

Г л а в а 4. ДЕЙ СТВИТЕЛЬН АЯ Т Е М П Е Р А Т У Р А Д Ы М О В Ы Х

ГАЗОВ

В ЗО Н АХ РАБОЧЕГО ПРО СТРАНСТВА ПЕЧЕЙ

 

4.1. Общие с в е д е н и я .......................................................................................................

37

4.2.Определение действительной температуры сгорания в зонах рабочего пространства печи с естественной атмосферой, обладающей окислитель­

ными свойствам и .......................................................................................................

38

4.3. Расчет действительной температуры дымовых газов в сварочной зоне

 

печи безокнслительного нагрева ......................................................................

46

284


Г л а в а 5. ТЕПЛООБМЕН В ЗОНАХ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ПЕЧИ

5.1. Общие с в е д е н и я ...............................................................................................

 

 

 

 

 

 

50

 

5.2. Расчет тепловых потоков при плотной укладке заготовок

.

. .

 

51

5.3. Расчет интенсивности теплообмена в зонах рабочего пространства печен

 

при

укладке заготовок

с з а з о р о м ............................................................

 

 

 

 

55

 

Г л а в а

6. ВРЕМЯ

П Р Е Б Ы В А Н И Я М ЕТАЛ ЛА В

ЗО НАХ

ПЕЧИ

 

 

 

 

6.1. Общие с в е д е н и я ..................................

 

' .

...................................................62

 

6.2. Определение времени

пребывания

массивных заготовок

или

изделий

64

в зонах рабочего пространства печи (тела классической формы)

.

.

6.3. Расчет времени пребывания тонких заготовок или изделии в зонах ра­

74

бочего пространства печи (тела классической формы)

.

.

. .

 

6.4. Расчет времени

нагрева тонких заготовок

или изделий

произвольной

82

к о н ф и г у р а ц и и .......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

6.5. Расчет времени пребывания массивных заготовок или изделий в зонах

88

рабочего пространства

печи (тела

произвольной формы)

.

. .

 

6.6.Расчет времени нагрева или охлаждения при переменных термофнзическнх коэффициентах системы тел, участвующих в теплообмене (тела

классической ф о р м ы )

.....................................................................................

 

104

 

6.7. Темп выдачи заготовок из п е ч и ....................................................................

 

119

 

Г л а в а

7. П РО Ф ИЛ И РО ВАН И Е РАБОЧЕГО ПРО СТРАНСТВА

ПЛАМ ЕННО Й

 

 

ПЕЧИ

 

 

 

 

7.1. Определение основных размеров рабочего пространства пламенной печи

120

7.2. Напряженность активного пода п е ч и ...................................................................

 

 

136

Г л а в а

8. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БА Л А Н С А П ЛАМ ЕННО Й ПЕЧИ

 

 

8.1. Основные технико-экономическиепоказателиработы печи

. .

.

139

8.2. Уравнение теплового б а ....................................................................л а н с а

 

139

 

8.3. Определение приходных ..........................................

статей теплового б а л а н с а

 

 

140

8.4. Определение расходных ..........................................

статей теплового б а л а н с а

 

 

143

Г л а в а

9. ГО РЕЛО ЧНЫ Е

УСТРО ЙСТВА П Р О М Ы Ш Л Е Н Н Ы Х

ПЕЧЕЙ

 

 

 

9.1. Общие с в е д е н и я ..........................................................................

 

 

 

 

154

 

 

 

9.2. Выбор типа и количества горелочныхустройств (назонупечи)

.

.

154

9.3. Инжекцнонные г о р е л к и ....................................................................................

 

 

 

 

 

156

9.4. Двухпроводные горелки

Г Н

П

...........................................................................

 

 

 

168

9.5. Двухпроводные горелки

ДМ,

ДС и Д Б .........................................................

 

 

 

172

9.6. Мазутные

горелочные

у с т р о й с т в а .............................................................

 

 

 

1 8 1

Г л а в а

10. У ТИ Л И ЗА Ц И Я

ТЕ П Л А

ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ,

П О КИ Д А Ю Щ И Х

 

 

ПЕЧЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

10.1. Общие св ед ен и я ......................................................................................

 

 

 

 

 

 

1

191

10.2. Тепловой

расчет металлических

р е к у п е р а т о р о в .........................................

 

 

 

193

10.3. Тепловой

расчет керамических

р е к у п е р а т о р о в ........................................

 

 

 

208

10.4. Аэродинамический расчет трактов п е ч и ..........................................................

 

 

 

222

285