Промышленность \ Энергоиспользование в энергетике и технологии

Расчет горения газообразного топлива (сухой природный газ из газопровода Шибелинка–Харьков). Определение конструктивных размеров рабочего пространства печи, страница 3

, где - заданная разность температур по сечению заготовки в конце нагрева, °С.

Bт/м³.

Задаемся температурой печи в конце томильной зоны =1010 °С, и уточняем ее по формуле:

°С.

Температурный график для проектируемой печи следующий: температура уходящих газов t_ух=600°С, к сварочной зоне она поднимается до 1080°С, где выдерживается постоянной. В томильной зоне температура газов уменьшается с 1080°С до 1010°С.

6 Расчет времени пребывания заготовок в методической зоне

Разобьем температурную кривую печи в методической зоне на три участка со средней температурой печи на каждом участке =680°С, =840°С, =1010°С соответственно.

Исключаем из расчета сварочную зону, но повысим среднюю температуру в третьей части методической зоны с =1000°С до =1010°С, то есть температура печи в третьей части методической зоны будет повышаться неравномерно с течением времени.

Принимаем температуру поверхности заготовок в конце первого участка =525°С, в конце второго участка =810°С и в конце третьего участка =1000°С.

6.1 Расчет первого участка методической зоны печи

Определим значения коэффициентов теплоотдачи в методической зоне на первом участке:

коэффициент теплоотдачи в начале участка:

Вт/(м²×°С);

коэффициент теплоотдачи в конце участка:

Вт/(м²×°С).

средний коэффициент теплоотдачи на поверхности заготовок на первом участке в методической зоне печи составит:

Вт/(м²×°С).

Предварительно задаемся температурой центра цилиндра в конце первого участка методической зоны печи =390°С.

Средняя температура заготовок на первом участке методической зоны:

°С.

Критерия Био для заготовок на первом участке методической зоне:

по радиусу цилиндра:

;

вдоль оси цилиндра:

Температурный критерий для поверхности заготовки в конце первого участка методической зоны:

Время нагрева заготовок на первом участке можно определяем по формуле:

, где П – коэффициент,

;

, - площади боковой и торцевой поверхности цилиндра соответственно, м²,

м²;

, , P₁,Р₂, М₁, М₂ – коэффициенты, зависящие от значения критерия Био, по таблице VI-13 [3] принимаем =1,582, =0,773, =0,983; по приложению 6[2] принимаем =0,913, =0,665, =0,977;

- средний коэффициент температуропроводности материала, м²/ч;

, - характерные прогреваемые размеры, м, принимаем м, м.

ч.

Критерии Фурье для заготовок на первом участке методической зоне:

по радиусу цилиндра:

;

вдоль оси цилиндра:

Температурный критерий для центра заготовки в конце первого участка методической зоны:

, где , - коэффициенты, зависящие от значения критерия Био, по таблице VI-13 [3] принимаем =1,208; по приложению 6[2] принимаем =1,141.

Температура центра заготовки в конце первого участка:

°C.

Средняя температура заготовки в конце первого участка методической зоны:

°C.

Так как полученное значение температуры =386,2°С отличается от ранее принятого =390°С не более чем на 10°С, то расчет первого участка методической зоны печи считается законченным.

Расчет остальных участков методической зоны и томильной зоны производим по вышеописанной методике.

6.2 Расчет второго участка методической зоны печи

Коэффициенты теплоотдачи в методической зоне на втором участке: в начале участка, в конце участка, средний на втором участке в методической зоне печи:

Вт/(м²×°С).