Расчет температурного графика, основных размеров, теплового баланса, расчет нагревательного элемента и теплотехнических характеристик электрической печи

Министерство образования РФ

Архангельский государственный технический университет

Факультет промышленной энергетики, ПЭ IV-2

Кафедра промышленной теплоэнергетики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу:“ Энергоиспользование в технике и технологии”

Расчет температурного графика, основных размеров, теплового баланса , расчет нагревательного элемента и теплотехнических характеристик электрической печи .

Руководитель работы                                      

Постановление комиссии от ___________________________

Признать, что студент выполнил и защитил курсовую работу с оценкой ________________________

Председатель комиссии                                   С.П.

Члены комиссии

Архангельск

2001

оглавление

1.    Расчет температурного графика_______________________ 3.

2.    Определение размеров рабочего пространства печи                4.             3.    Расчет предачи теплоты на поверхность нагреваемого материала.___ 6.

4.    Технологические свойства нагреваемой стали____________ 9.

5.    Расчет температурного режима печи_________________ 11.

6.    Расчет времени прибывания заготовок в методическойй зоне, ее длины.       13.

7.    Расчет времени пребывания заготовок в сварочной зоне. Ее длины       19.

9.    составление теплового баланса 24.

10.                                                                                                          _ 26.

список использованных источников

1.      Расчет температурного графика

2.  определение размеров рабочего пространства печи

Принимаем двухрядный нагрев (z=2), тогда ширина рабочей камеры печи вычисляется по формуле:

B=z·l+(1+z)·b=2·4+(1+2)0,3=8,9 м, где     l-длина заготовки, l=4 м

b-зазор между заготовкой и кладкой b=0,3 м

Высоты рабочей камеры печи принимаем в соответствии с данными приведенными на стр. 9[1] и указанными на рисунке 1.

Рисунок 1. Конструктивная схема продольного сечения трехзонной методической печи с шагающим подом.

Средняя высота рабочего пространства печи для методической зоны:

(1,6+0,8)/2=1,2 м;

для сварочной зоны:

(2,8+0,8)/2=1,8 м;

для томильной зоны:

(1,6+0,8)/2=1,2 м.

Принимаем расстояние между осями заготовок с=0,5 м.

Тогда поверхность нагрева металла в методической зоне:

=L_м·2·4(2·0,18+0,18)/0,5=8,64 L_м, м², где L_м-длина методической зоны; b=0,18 м- ширина сечения заготовки; h=0,18 м-высота сечения заготовки l=4 м- длина заготовки.

Поверхность нагрева металла в сварочной зоне:

=L_св·2·4(2·0,18+0,18)/0,5=8,64 L_св, м², где     L_св- длина сварочной зоны.

Поверхность нагрева в томильной зоне:

=L_{т·2·4(2·0,18+0,18)/0,5}=8,64 L_т, м².

где L_т- длина томильной зоны.

Поверхность кладки в методической зоне:

F_кл.м=L_м(2H_м+В)=L_м(2·1,2+8,9 )=11,3 L_м, м²,

Поверхность кладки в сварочной зоне:

F_кл.св=L_св(2H_св+В)=L_св(2·1,8+8,9 )=12,5L_св, м²,

Поверхность кладки в томильной зоне:

F_кл.т=L_т(2H_т+В)=L_{т(2·1,2+8,9 )=11,3} L, _тм².

Объем расчетного пространства, заполненный газом :

§  в методической зоне:

V_м=H_мBL_м=1,2·8,9 L_м=10,7 L_м, м²,

§  в сварочной зоне:

V_св=H_свBL_св=1,8·8,9 L_св=16,0 L_св, м²,

§  в томильной зоне:

V_т=H_тBL_т=1,2·8,9 L_т=10,7 L_т, м²_.

3.  Расчет предачи теплоты на поверхность нагреваемого материала.

Считаем, что теплота на поверхность металла во всех зонах будет передаваться путем излучения. Тогда плотность теплового потока может быть рассчитана по следующей формуле:

q_пов=с_пр[], где     с_пр- приведенный коэффициент излучения, определяемый из зависимости            с_пр=e_сист·с_о, где e_сист- степень черноты системы.

Если теплообмен излучением происходит между двумя серыми телами, образующими замкнутую систему, и эти тела разделены лучепрозрачной средой, что имеет место в пламенных печах, то степень черноты системы определяется:

e_сист=e_гe_м

где   e_м- степень черноты металла, выбирается из таблицы  [ ]e_м=0,8

e_г- общая степень черноты продуктов горения

e_г=e+be,

e, e, b-степень черноты СО₂, водяного пара и поправка на совместное излучение СО₂ и Н₂О устанавливается в соответствии с данными рисунка 9[1] и зависит от температуры Т и от произведения величин pS_эф

b=1,1

p- парциальное давление излучающего газа, Па;

S_эф- эффективная толщина слоя газа, м;

j_км- угловой коэффициент излучения от кладки на металл;

с_о- коэффициент излучения абсолютно черного тела, с_щ=5,67.

Эффективная толщина излучающего слоя:

§  в методической зоне

S_эф.м==3,5·10,7 L_м/(8,64 L_м+11,3 L_м)=1,878 м;

§  в сварочной зоне

S_эф.св==3,5·16L_св/(8,64 L_св+12,5L_св)=2,649 м;

§  в томильной зоне

S_эф.т==3,5·10,7 L_т/(8,64 L_т+11,3 L_т)=1,878м.

Произведение парциального давления излучающих газов на эффективную толщину: