Методическая печь медных слитков, страница 9

Зная температуру подогрева воздуха по таблице определяем энтальпию воздуха . Тогда количество тепла внесенное воздухом находим по формуле:

Определим теоретическую температуру горения:

Находим общую энтальпию: ,

где , тогда

Содержание воздуха в продуктах сгорания:

По it – диаграмме (приложение 1), при  и  найдем, что

Определим балансовую температуру горения. В этом случае химическая энтальпия:

Энтальпия подогретого воздуха не изменилась, поэтому:

При  по it – диаграмме найдем, что

5) Определение

,

где , , тогда

6) Определение

По условию нам дано, что  по рис.1 находим отношение , отсюда находим

7) Определение высоты рабочего пространства

а. Предполагаемый расход топлива рассчитываем при заданном удельном расходе топлива по формуле (4)

б. Расход топлива в верхней части печи находим по формуле (5)

в. Среднюю высоту свободного пространства зоны II с участком  находим по формуле (6)при

5.2   Расчет температур, тепловых потоков и теплоемкостей

1) Зона III выдержки на сплошном поду.

а. Среднюю по массе температуру в конце выдержки находим по формуле (7) при заданном перепаде температуры

б. Критерий Фурье для выдержки на сплошном поду, определяемый по формуле (8) при  и  при :

в. Полезный тепловой поток в сечении 3 по формуле (9)

, где

г. Найдем среднемассовую температуру при которой происходит адиабатическая выдержка:

, где  

д. Толщина слоя окалины в конце нагрева по формуле (11)

е. Перепад температур в слое окалины по формуле (10):

,

где

Температура окалин в зоне 2 находим по формуле:

ж. Тепловое состояние заготовок в сечении  определяем по рис. При  и

,

откуда

по формуле (7) находим

Найдем тепловой поток , подставляя  при

2) Сечение 2

а. Расчет балансовой части уравнения (12)

Согласно табл. 18, принимаем . Отсюда

Для расчета

вычисляем по формуле (14) удельная величина потерь

в это уравнение подставлены  из табл. При

 и

Тот же поток тепла, отнесенный к  и рассчитанный по формуле (15), составит

Рассчитываем по формуле (17) отношение

При предполагаемой температуре  по it-диаграмме (приложение) находим . Имеем также из расчета горения . Подставив все известные величины, получим

б. Расчет теплообменной части уравнения (12)

Тепловой поток  выражаем с учетом формулы (16). По формуле находим:

Эффективная длина лучей для данного печного канала.

.

По табл. при  и температурах  (предполагаемой) и  с учетом  определяем . По рис. Находим . Принимаем для плоской садки .

При  величина . Рассчитываем по формуле (18, 19)

Согласно приложению III, при  находим  и при  находим . Принимаем рекомендованное значение . После подстановки в формулу (16) получаем

в. Температуры металла в сечении 2

По формуле типа (20)

значение  взято при . По формуле типа (7)

Для нижней части заготовки температура поверхности (21)

По формуле (22) находим температуру по массе:

По формуле () находим среднюю температуру:

4)  Общие теплоемкости металла и газов, нагревающих металл.

а. Средняя толщина заготовки, прогреваемая сверху в зоне ,

б. Средняя толщина заготовки, прогреваемая сверху по всей длине печи, с учетом поглощенного ею тепла по формуле (24)

в. Общая теплоемкость металла, нагреваемого в верхней части печи, отнесенная к единице времени, по формуле (25)

,

куда подставлено  для интервала температур .

г. Общая теплоемкость газов, нагревающих металл в верхней части печи от зоны I до зоны III включительно, по формуле (26)

д. Общая теплоемкость газов, нагревающих металл в зоне , при отсутствии участка  по формуле (27)

е. Общая теплоемкость газов, нагревающих металл в верхней части зоны , включая участок , по формуле (28)

5)  Лучистый перенос тепла из зоны  в зону .

а. Высота зоны  по формуле (6) при

б. Отношение  по формуле (18)

в. Эффективная толщина излучающего слоя в зоне

г. Ориентировочные значения температур в сечении 1:

газов

поверхности садки

д. Средние температуры поверхностей по формулам (29, 30, 31, 32, 33)

в сечении 0

в сечении 1

в сечении 2

в зоне