Предварительный подогрев заготовок пред нагревательной пламенной печью в кузнечном производстве, страница 3

Описание камеры предварительного нагрева. Над печью должны устанавливаться воздухонагреватель и рекуператор. В качестве воздухонагревателя используем трехходовой рекуператор с ребристыми трубами, для задержания в нем воздуха и большего его нагрева. Устанавливаем воздухонагреватель так, чтобы его выходная труба располагалась ниже остальных, т.е. воздух, спускаясь по трубам, контактировал с более нагретыми печными газами. Рекуператор, предназначенный для нагрева воздуха идущего к горелкам, будет находиться выше воздухонагревателя, воздух для которого берется из окружающей среды.

После воздухонагревателя нагретый воздух идет в Камеру предварительного нагрева. Под камеры сложен из легковесного шамотного кирпича и закрыт металлическим листом, чтобы греющиеся заготовки не разбивали кирпич. Для стен и свода применяем волокнистый материал.

После того, как нагретый воздух обдувает последовательно заготовки, тем самым передавая им свое тепло, он направляется по трубопроводу с помощью вентилятора к входной трубе воздухонагревателя. Система «печь – камера» - закрытая, циркуляционная. Воздух может лишь подсасываться через щели в камере.

В итоге, поковки нагреваются начиная с ближайшей к коллектору, расположенному в стенке камеры.

Рис.1. Компоновка теплоутилизирующих устройств

1- кузнечная печь, 2- горелка, 3- воздухоподогреватель, 4- рекуператор,

5- камера для предварительного нагрева , 6- вентилятор, 7- дымовая труба

2.Расчет теплообменного аппарата для нагрева воздуха.

Техническая характеристика печи, используемая в расчет,. ННО 7,5.8.7,5/14-Г:

1.  Температура нагрева металла, ОС – 1250;

2.  Площадь пода

·  одной камеры, м2 – 0,6

·  общая, м2 – 1,2;

3.  Количество загрузочных окон – 2;

4.  Производительность печи

·  одной камеры, кг/ч - 250

·  общая, кг/ч – 500;

5.  Тип и количество горелок – ГПН-5; сопло типа А, шт – 2;

6.  Расход природного газа (максимальный)

·  на 1 горелку, нм3/ч – 54

·  общий, нм3/ч – 108

Номинальный (рабочий)

·  на 1 горелку, нм3/ч – 30

·  общий, нм3/ч – 60

7.  Тепловое напряжение пода, ккал/м2ч – 420000;

8.  Количество отходящих газов через рекуператор, нм3/ч – 1200;

9.  Температура подогрева воздуха, оС – до 300;

10.  Температура отходящих газов до рекуператора, оС – до 1200

после рекуператора, оС – до 900

Рис.2. Схема тока газов в рекуператоре.

В металлургической теплотехнике используются теплообменные аппараты двух основных типов – рекуператоры и регенераторы, предназначенные для нагрева воздуха или газа. При их расчете важнейшей искомой является поверхность нагрева F.

=4,71 м2.

Тепло, передаваемое воздуху:

, где

К – суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху,  К=15 Вт/(м2×0С);

 - среднелогарифмическая разность температур между продуктами сгорания и нагреваемым воздухом.

Из рисунка находим интересующие нас температуры:

, откуда

, принимаем .

В итоге получаем количество тепла, переданное воздуху:

.

Расход воздуха:

, где

 и  - энтальпии воздуха, соответствующие задаваемым в расчете конечной и начальной его температурам в рекуператоре  и .

,

.

Массовый расход воздуха:

.

Объемный расход воздуха составит:

.

Скорость движения воздуха принимаем ω= 5÷15 м/с.

Тогда ширина трубопровода будет равна

м2, откуда

м.

По объемному расходу воздуха выбираем вентилятор: