Рабочая программа по курсу "Печи литейных цехов" (Содержание дисциплины. Перечень тем курсовых работ по дисциплине)

Факультет

- ИКПМТО

Кафедра

- МиТЛП

Курс

-  4

Семестр

-  7

Лекции

- 34 ч

Экзамен

- 7 сем.

Лабораторные занятия

- 17 ч

Курсовая работа

- 7 сем.

Самостоятельная работа

- 44

Всего часов

- 85

СД.06.

Печи литейных цехов

Общая характеристика печного хозяйства  литейных цехов: классификация, принципы анализа конструкций печей, топливно-энергетический баланс; экологические характеристики, генерация теплоты путем сжигания топлива, использования электроэнергии: электросопротивлением, индукционным и дуговым путем; движение газов в печах; конструирование печей с учетом характера движения газов; тепломассоперенос в печах; тепловая работа печей; материалы и элементы конструкций литейных печей; сушильные печи, нагревательные печи, плавильные печи литейных цехов.

85

Наименование дисциплины

Семестр

Наименование раздела, темы

Основные определения, теоремы, формулы и т.п.

Экология

Предельные допустимые концентрации  вредных веществ при работе  печей литейных цехов

Теория тепловых процессов

6

Основы тепло и массопереноса

Молекулярная  теплопроводность.  Передача тепла конвекцией. Тепловое излучение.

Химия

1

Горение топлива

Цепные реакции

Физическая химия

Горение топлива

Цепные реакции

Физика

1 - 4

Теплогенерация. Индукционный нагрев

Преобразование электрической энергии в тепловую за счет когерентного излучения, по закону Ленца-Джоуля. Электромагнитная индукция, взаимная индукция.

Гидравлика и гидро-пневмопривод

6... 7

Геометрический, пьезометрический и динами ческий напоры

Семестр

Тема

Наименование

Содержание

Объем, ч

7

1

Введение

Предмет и задачи курса. Характеристика

литературы по курсу. Классификация и характеристика печей. Требования, предъявляемые к печам литейных цехов.

2

Генерация теплоты в печах

Генерация теплоты за счет химической энергии Топливо. Определение, естественное и искусственное топливо. Характеристика и физические свойства твердого топлива. Получение кокса. Жидкое и газообразное топливо. Состав, происхождение естественного топлива. Искусственное жидкое и газообразное топливо с высокой и низкой теплотворной способностью. Горение топлива и его расчет.  Высшая и низшая теплотворная способность топлива. Определение теплотворной способности. Теоретическое количество воздуха необходимого для горения топлива. Коэффициент избытка воздуха. Температура продуктов горения (калориметрическая, теоретическая, действительная). Пираметрический коэффициент. Количество и теплосодержание продуктов горения. Условное топливо. Подогрев топлива и обогащение кислородом как факторы, обуславливающие повышение теплосодержания и температуру продуктов сгорания. Генерация теплоты за счет электрической энергии.

6

3

Механика движения газов в печах

Геометрический и пьезометрический напор, их взаимодействие. Динамический напор. Потери напора на сопротивление. Уравнение расхода газов. Закон количества движения. Уравнение Бернулли для идеальных и реальных газов. Переход одного вида напора в другой. Движение газов в печах. Характер движения. Причины, возбуждающие движение газов. Влияние топки и дымовой трубы. Движение газов под действием динамического напора форсунок и горелок. Сопротивление движению газов в печах. Расчет дымовой трубы. Конструирование печей с учетом траектории движения газов. Настильность пламени. Направление потока газов при

4

естественном и принудительном движении. Теория подобия и моделирования печей. Нагнетательные и отсасывающие вентиляторы. Тяга непрямого действия. Комбинированная тяга.

4

Основы теории теплопередачи и тепловой баланс печи

Способы передачи тепла. Молекулярная теплопроводность. Нестационарный и стационарный тепловой режим. Передача тепла через плоскую однослойную и многослойную стенки, через цилиндрическую стенку. Теплопроводность через цилиндрическую стенку. Теплопроводность через стенку сложной формы. Коэффициенты теплопроводности. Конвективный теплообмен. Влияние характера движения на процесс передачи тепла конвекцией. Коэффициент передачи тепла конвекцией при свободном и вынужденном движении. Тепловое излучение. Основные понятия и определения. Законы теплового излучения. Взаимное излучение серых тел (закон Кирхгофа). Распределение излучения в пространстве(закон Ламберта). Применение законов взаимного излучения серых тел. Излучение через отверстие. Излучение газов. Излучение пламени (факела). Взаимное излучение газа и твердых тел. Теплообмен в печах. Схема теплообмена. Суммарный коэффициент теплопередачи. Передача тепла через стенку и свод печи. Нагрев металла в нагревательных печах. Расчет нагрева металла. Тепловой баланс печей. Расходные и приходные статьи теплового баланса. Определение расхода топлива и энергии на технологический процесс.

6

5

Рекуперация и регенерация тепла

Применение рекуператоров и их классификация. Элементы конструкции рекуператоров, применяемые материалы. Основные схемы рекуператоров и методы теплового и аэродинамического расчета.

2

6

Огнеупорные и теплоизоляционные материалы

Виды огнеупорных материалов и их классификация. Свойства огнеупорных материалов. Требования предъявляемые к огнеупорным и теплоизоляционным материалам. Характеристика огнеупорных материалов. Динасовые огнеупоры. Полукислые огнеупоры. Глиноземистые огнеупоры: шамотные, корундовые, бокситовые, муллитовые и др. Магнезитовые, форстеритовые углеродосодержащие огнеупоры. Специальные огнеупоры. Огнеупорные бетоны обмазки и растворы. Теплоизоляционные материалы. Легковесные огнеупоры.

4

7

Элементы конструкций печей и основы расчета топок и горелок

Фундаменты. Арматура. Рабочее пространство печи (стены, свод, под, борова, дымовые трубы, рабочие окна). Классификация топок. Топочная камера и ее конструкция. Топки для различных видов топлива. Конструкция и расчет колосниковой решетки, горелок и форсунок. Расчет объема топок.

2

8

Плавильные печи литейных цехов

Классификация и применение печей для плавки разных видов сплавов. Печи для производства стали. Конвертеры и мартеновские печи, их характеристика и применение. Дуговые печи постоянного и переменного тока. Конструкция, характеристика, применение. Основы расчета дуговых печей. Индукционные печи, их классификация, конструкция, характеристика и применение. Основы расчета индукционных канальных и тигельных печей. Печи для плавки чугуна. Вагранка. Классификация и особенности конструкции современных вагранок коксовых, газовых, коксогазовых. Основы расчета вагранок. Применение дуговых и индукционных печей для плавки чугуна. Печи для плавки цветных сплавов. Классификация и особенности конструкции тигельных печей. Пламенные печи. Электрические печи: индукционные тигельные и канальные, печи сопротивления. Особенности конструкции, применяемые

4

огнеупорные материалы. Тигли. Основы расчета печей для плавки цветных сплавов.

9

Нагревательные печи литейных цехов

Классификация, конструкция и работа нагревательных печей. Печи для нагрева отливок из стали, серого и высокопрочного чугуна. Печи для отжига ковкого чугуна. Печи для нестандартных видов термообработки. Особенности конструкций различных типов нагревательных печей работающих на твердом, жидком и газообразном топливе. Печи камерные и методические, непрерывного и периодического действия. Печи сопротивления. Применение индукционного нагрева. Способы создания нейтральной и восстановительной атмосферы. Пример расчета печи отжига. Охрана труда. Экология.

2

10

Сушила литейных цехов

Классификация, конструкция и работа сушил литейных цехов. Основы расчета сушил периодического и непрерывного действия. Охрана труда. Экология.

2

11

Заключе ние

Перспективы и принципы развития печей литейных цехов. Защита окружающей среды. Техника безопасности. Типовые решения защиты окружающей среды от выбросов печей.

1

Всего

34

Семестр

Номер л/р

Наименование

Содержание и цель

Объем, в ч

1

Изучение теплопередачи при движении воздуха в радиационном рекуператоре

Изучить типы, конструкцию и тепловой баланс радиационного рекуператора. Определить зависимость коэффициента теплопередачи от скорости движения воздуха.

4

2

Изучение конструкции и работы сушил

Изучить конструкцию электросушил. Исследовать режимы сушки форм и стержней.

5

3

Изучение конструкции и работы нагревательных  печей

Изучить типы и конструкцию электрических нагревательных печей. Определить время нагрева образца до заданной температуры по сечению образца

4

4

Изучение конструкции и работы индукционной плавильной печи¦

Изучить конструкцию индукционной плавильной печи, определить тепловой КПД печи при плавке в режиме расплавления шихты и перегрева жидкого металла.

4

Всего:

17