Расчет горения топлива. Расчет времени нагрева садки в печи стана 150, страница 4

 – потеря теплоты через ограждающую конструкцию (футеровочный и теплоизоляционный слои).

Определение приходных статей баланса теплоты.

Приходная (левая) в качестве неизвестной содержит коэффициент ис-пользования топлива η⁽ⁱ⁾_и.т, который может быть найден:

                        (4.3) [3, стр.140]

где i_т – пирометрическая характеристика топлива,

,                                  (4.4) [3, стр.141]

Также к неизвестным следует отнести теплоту экзотермии Q⁽ⁱ⁾_экз.

Имеем

=0,006 от производительности       

=0,004 от производительности

=0.004 от производительности

Распределение угара садки принято по согласованию с БМЗ.

Произведем расчет членов левой части уравнений (4.1).

1. Для всех зон рабочего пространства определяем численные значения _.

Определяем пирометрическую характеристику топлива

ккал/м³ (прод. сгор) (3189,3 кДж/м³ (прод. сгор)).

Определяем энтальпию подогретого воздуха, поступающего в горелочное устройство на  смесеобразование i_в

,          (4.5)

Теплоемкость воздуха при температуре подогрева :

=0,36 ккал/(м³К), (1,327кДж/(м³К)).       (табл.8.6, [2, стр.247])

Имеем

ккал/м³ (прод.сгор) (711,8 кДж/м³ (прод.сгор)).

Рассчитываем энтальпию продуктов сгорания на выходе из зоны

,          (4.5)

где  - температура дыма на выходе из зоны (рис.1.).

Имеем

=750˚С

=1170˚С;

=1350˚С.

Выбираем теплоемкости дыма для  по табл.8.6 [2, стр.247]

=0,368 ккал/(м³К) (1,52кДж/(м³К));

=0,374 ккал/(м³К) (1,57 кДж/(м³К));

=0,380 ккал/(м³К) (1,591 кДж/(м³К).

Рассчитываем

=312,8 ккал/м³ (1309 кДж/м³);

=437,6 ккал/м³ (1831,7 кДж/м³);

=513,0 ккал/м³ (2147,4 кДж/м³).

Имеем

;

;

.

Общий угар металла при Δр = 1,4% составит

Вариант 1 :

Δр_уг=0,014·70=0,98 т/ч.

Вариант 2 :

Δр_уг=0,014·95=1,33 т/ч.

Общее количество теплоты экзотермии будет:

Вариант 1 :

 ккал/ч (5,538∙10⁶ кДж/ч).

Вариант 2 :

 ккал/ч (7,515∙10⁶ кДж/ч).

Теплота экзотермии по зонам распределяется:

Вариант 1 :

ккал/ч, (2,382∙10⁶ кДж/ч);

 ккал/ч, (1,578∙10⁶ кДж/ч);

 ккал/ч, (1,578∙10⁶ кДж/ч);

Вариант 2 :

ккал/ч, (2,382∙10⁶ кДж/ч);

 ккал/ч, (1,578∙10⁶ кДж/ч);

 ккал/ч, (1,578∙10⁶ кДж/ч);

Определение расходных статей баланса теплоты.

Находим теплоту, расходуемую на нагрев садки ,, .

Расчеты выполняем в соответствии с температурным графиком, рис. 1:

Определяем теплоемкости металла (прил.IХ, [1, стр.363])

Первая зона печи.

Вариант 1 :

          Сечение рабочего пространства

                      ккал/(кг∙К),

0-0  =20˚С;

                           ккал/(кг∙К),

1-1   = ˚С.

Вариант 2 :

Сечение рабочего пространства

                      ккал/(кг∙К),

1-0  =600˚С;

                           ккал/(кг∙К),

1-2   = ˚

Вторая зона печи.

Вариант 1 :

Сечение рабочего пространства

                           ккал/(кг∙К),

1-1  =860˚С;

                         ккал/(кг∙К),

2-2  =˚С.

Вариант 2 :

Сечение рабочего пространства

                           ккал/(кг∙К),

1-2  =888˚С;

                         ккал/(кг∙К),

2-3  =˚

Третья зона печи.

Вариант 1:

Сечения рабочего пространства (рис.1.1)

                             ккал/(кг∙К);

2-2  =1140˚С,

                              ккал/(кг∙К);

3-3  =˚С.

Вариант 2:

Сечения рабочего пространства (рис.1.1)

 

 ккал/(кг∙К);

2-3  =1159˚С,

                              ккал/(кг∙К);

3-4  =˚

Расчет теплоты, расходуемой на нагрев садки выполняется по формуле

,                    (4.6) [1, стр.181]

где и  - соответственно энтальпии металла на выходе и входе i- зоны печи.

Вариант 1:

ккал/ч (39,17∙10⁶ кДж/ч);

Вариант 2:

ккал/ч (20,86∙10⁶ кДж/ч);

Вариант 1:

 ккал/ч (12,06∙10⁶ кДж/ч);

Вариант 2:

 ккал/ч (16∙10⁶ кДж/ч);

Вариант 1:

ккал/ч

(2,156∙10⁶ кДж/ч).

Вариант 2:

 ккал/ч (1,75∙10⁶ кДж/ч).

Окончательно имеем

Вариант 1:

кВт;