Расчеты плавильных и нагревательных печей литейных цехов: Учебное пособие

Б.М. Соболев, М.Б. Соболев

SQ_прих.   =  SQ_расх.

 Расчеты плавильных и                    нагревательных печей литейных цехов

Q₈ =G₁(C₄(t₆-t₄)+q+C₅(t₇-t₈))

2002

Министерство образования Российской Федерации

Комсомольский-на-Амере государственный технический                  университет

Б.М. Соболев, М.Б. Соболев

Расчеты плавильных и нагревательных печей

литейных цехов

Утверждено в качестве учебного пособия Ученым советом           Комсомольского-на Амуре государственного технического  университета

Комсомольск-на-Амуре 2002 г.

УДК 621.745.3

Соболев Б.М., Соболев М.Б. Расчеты плавильных и нагревательных печей литейных цехов: Учеб. пособие. - Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре госуд. техн. ун-т, 2002. -  82 с.        

Изложена методика расчета горения жидкого, твердого и газообразного топлива, методика расчета тепловых балансов плавильных и нагревательных печей, методика расчета рабочего пространства вагранок, электродуговых и индукционных печей, печей для термической обработки сплавов, установок для сушки исходных материалов, форм и стержней. В приложениях подобраны справочные данные, необходимые для расчетов.

Пособие предназначено для выполнения расчетных работ студентами направлений: 651400- "Машиностроительные технологии и оборудование" 551800 -“Технологические машины и оборудование”, специальности 120300 “Машины и технология литейного производства.

Содержание

Введение. 5

1. Расчет горения твердого, жидкого и газообразного топлива. 6

1.1 Полное горение топлива. 6

1.2. Неполное горение твердого и жидкого топлива. 10

1.3. Неполное горение газообразного топлива. 10

1.4. Индивидуальное задание  1. 11

2. Тепловой баланс и расход энергии на технологический. 12

процесс. 12

2.1. Статьи приходной части теплового баланса. 12

2.2 Статьи расходной части теплового баланса. 14

2.3 Расчет температуры на границах слоев футеровки. 18

2.4 Индивидуальное задание  2. 19

3. Расчет параметров рабочего пространства печей. 19

3.1. Расчет основных размеров вагранки. 20

3.2. Выбор воздуходувной установки. 23

3.3.  Расчет сифонного шлакоделителя вагранки. 24

3.4. Расчет размеров плавильного пространства электродуговой сталеплавильной печи. 26

3.5. Расчет индукционной печи. 32

3.5.1. Определение основных размеров индукционных печей. 33

3.5.2 Определение активной мощности печи, частоты тока и напряжения. 36

4. Определение размеров рабочего пространства                            нагревательных печей. 37

4.1. Расчет нагрева термически тонких тел. 41

5. Системы огнеупорных футеровок печей. 42

5.1. Системы огнеупорных футеровок камерных нагревательных печей, работающих на газе. 43

5.2. Системы огнеупорных футеровок электрических камерных печей. 46

5.3. Огнеупорные футеровки вагранок. 48

6.4. Огнеупорные футеровки электродуговых плавильных печей. 49

5.5. Огнеупорные футеровки индукционных тигельных печей. 51

5.6. Индивидуальное задание 3. 53

6. Выбор теплогенерирующих устройств и их расчет. 54

6.1 Расчет электрических нагревателей печей сопротивления. 54

6.2 Расчет металлических нагревателей. 55

6.3 Расчет карборундовых нагревателей. 56

6.4.  Расчет топок. 57

6.5. Выбор и расчет форсунок. 57

6.6. Выбор и расчет горелок. 58

6.7. Расчет дымовой трубы.. 58

Библиографический список. 61

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 62

Введение

Назначение печи состоит в передаче тепла технологическим материалам. Процессы тепловыделения, движения печной  среды и теплообмена в печном агрегате находятся в тесной взаимосвязи.

Совокупность процессов теплообмена, происходящих в рабочем пространстве печи обычно при помощи движущейся печной среды, называют тепловой работой печи. Ее подразделяют на полезную, которая представляет собой передачу тепла технологическим материалам, и потерянную, включающую все иные виды потребления тепла.

Теплотехнические расчеты выполняются с целью конструирования новой печи или выяснения изменений, которые произойдут в тепловой работе существующей печи при переходе к другим условиям эксплуатации. Все теплотехнические расчеты основаны на теории теплопроводности и закономерностях внешнего теплообмена, учитывающих процессы тепловыделения и движения печной среды.  На внешний теплообмен в основном влияет конструкция печи, поскольку ею полностью или частично определяется: источник  и способ передачи тепла; интенсивность тепловыделения и распределение тепла; соответствующие  изменения во времени и пространстве температуры печной  среды  и обрабатываемых материалов; характер движения печной среды, включая распределение давления.

По технологическому признаку печи литейных цехов делят на плавильные и нагревательные.

Плавильные печи предназначены для получения сплавов заданного химического состава и температуры, они подразделяются на печи для плавки чугуна, стали, цветных сплавов, специальные печи.

Нагревательные печи подразделяют на  печи для термообработки отливок и печи для сушки форм, стержней, песка и глины. По конструкции нагревательные печи подразделяются на камерные и методические.