Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Температура воздуха при холодном дутье tB= 20СС. Удельная теплоемкость воздуха св='1,'3 кдж/м3 • град 1(из таблицы).
Энтальпии холодного воздуха
/в = аивСв<в = 1,1 • 10,15 • 1,3 • 20 = 290 кдж/кг.
Мазут перед сжиганием подогревается до *Т = 90°С.
Теплоемкость мазута ст = 1,74+0,00251^ = 1,74+0,00251 • 90=1,966 кдж/кг-град; энтальпия мазута /т=ст/т = 1,966 • 90= 177 кдж/кг.
Предварительно принимаем калориметрическую температуру гореиия при работе иа холодном воздухе tK = 2 050 °С и соответственно этой температуре берем из таблицы значения теплоемкостей: = 2,43 кдж/м*-град; cNj=1,49 кдж/м*-град; сн,о =
= 1,975 кдж/м*-град; с. = 1,505 кдж/м*-град.
Калориметрическая температура при *, = 20 ®С
QS+ /.+/.
^RO/CO, +t,N,cN, +иН,0сН,0 + (° — О 0<>с»
___38,4-10» + 290+ 177 ____________________
1,58-2,43 + 8,02-1,49 + 1,366-1,975 + 0,1 • 10,15-1,505 '
2050 *С.
Температура воздуха при горячем дутье *,=800”С. Удельная теплоемкость воздуха с, = 1,385 кдж/м3 • град; энтальпия горячего воздуха /в= 1,1 • 10,15 • 1,385 ¦ 800= = 12 400 кдж/кг.
Калориметрическая температура при работе иа горячем дутье принимается предварительно *ж=2 560 ®С. Соответствующие значения теплоемкостей: сС(-^=2,50 кдж/м*Х X град; cNj = 1,52 кдж/м*-град; сн>0 = 2,08 кдж/м*-град; с. = 1,535 кдж/м*-град.
Калориметрическая температура но расчету при <В=800°С составляет:
38,4-Ю* + 12400+ 177 . .........
*•— 1,58-2,56 + 8,02-1,52 + 1,336-2,08 + 0,1-10,15-1,535 —2560 u
Эта температура будет мало отличаться от теоретической tT.
103
Температура отходящих газов <0.г=1 260СС. Температура материала в печи 7„= = 1 250 ®С. Безразмерные температуры при работе иа холодном дутье: газов
;„,г + 273 1 260 + 273 _0 сс
ог — + 273 2 050 + 273
нагреваемой поверхности
*„ + 273 1 250 + 273 ___
В“ = tr + 273 2 050 + 273 = 0*655-
Усредненное значение разности четвертых степеней базразмериых температур
д2ср = °-774 ®о.г — ®м = 0,774-0,66* — 0,655*= 0,154.
Степень черноты нагреваемого материала е„=0,7. Приведенная степень черноты печного пространства по графику (5-6) en=0,6.
Условный коэффициент загрязнения лучевоопринммающей поверхности |=0,62. Тогда тепловая мощность печи (приближенно)
f Т.\* ( 2050 + 273 V
QI = C,«H.^f-log-J Д*р = 5,67.0,7.0,6-195-0,62 f-------------------J 0,154 =
= 13,6-10* е/к =13,6-10* кет.
Теоретическая производительность печи на холодном дутье (без простоев)
О. 13,6-10*
Gx_ — 1(55.ю* ю/сек.
Здесь От = 1,35 •103 кдж/кг — удельный расход тепла на расплавление и перегрев 1 кг шихты (JI. 19].
Безразмерные параметры при работе печи иа горячем дутье:
1 260 + 273 газов 0О., = 2 560 + 273 — °>542;
1 250 + 273
нагреваемой поверхности 0„ = g 560 + 273 ~°’538.
Усредненное значение разности четвертых степеней безразмерных температур Д2ср = 0,774 02о г - 0« = 0,774-0,542* — 0,538* =;0,143.
Тепловая мощность печи при работе иа горячем дутье / 2560 + 273 \*
<Ы= 5,67-0,7-0,6-195-0,62(--------------J 0,143 = 26,4-10* вт = 26,4 Мет.
Теоретическая производительность печи иа горячем дутье
, „ 26,4-10* ¦
Gt— j 55-10* — 17,0 кг/сек.
Съем продукции с 1 м2 пода печи при холодном н горячем дутье соответственно
24-3600-G, 24-3600.8,77 пп ,
8*= 1 000-F, = 1000-195 3,9 т/сутки,
24-3 600.17,0 ,
' 1 000-195 ”7’52 т/сУтка-
Из расчета видно, что производительность печи при подогреве воздуха резко увеличивается.
5-в. КРИТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВНЕШНЕГО ТЕПЛООБМЕНА В РАБОЧИХ КАМЕРАХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕЧЕЙ
В высокотемпературных камерных печах (сталеплавильных, нагревательных и т. д.) камерой сгорания служит все рабочее пространство печей или только часть его. Горение топлива происходит в непосредствен-
104
ной близости от изделий, и передача тепла осуществляется в основном лучеиспусканием, а роль конвективного теплообмена невелика (5—15%).
Составим уравнение внешнего теплообмена в высокотемпературной камерной печи в безразмерном виде, считая, что все тепло передается лучеиспусканием. Для этого на основе уравнения (5-7) составим уравнение теплового баланса:
[ (-щг)4 - (w)4] ор=5°г*г (Гт “ г°'Г) ^ (5'23>
где В — часовой расход топлива; vt — объем продуктов горения единицы количества топлива; tiK — к. п. д. камеры сгорания; сг — средняя объемная теплоемкость газов в пределах от теоретической температуры горения tT ДО tox'-
[¦г »TtT г
— / _4
*Т--- *0.»
Перепишем уравнение (5-23) в виде
(5-24)
Дргггт)„ ______ г
“ . Ю-» = -----4 Jep- (5-25)
С„е.Яв6 Тж To.t -
Т,
ИЛИ
Во=------.***¦ -А (5-26)
где Во — топочный критерий (критерий Больцмана); 0r=7V/T,— безразмерная температура газов; 6М=ГМ/ГТ — безразмерная температура нагреваемой поверхности; &о.т—Т0.г/Тт — безразмерная температура отходящих газов.
Примем закон усреднения температур по формуле (5-13):
(вг-О.р-У'а-в'хС-С); р-27)
Здесь индекс м' относится к начальному состоянию материала, а м — конечному.
При холодной посадке материала 6м,да0, следовательно,
(5-281
и тогда безразмерное уравнениэ будет имэть вид:
Во ~ .(5-29)
1 °0.Г
Определив расход топлива из теплового баланса рабочей камеры печи, можно* врспользовавшись уравнениями (5-26) и (5-29), найти температуру уходящих газов /0.г или другие входящие в них величины.
