Тепловой расчет камерной садочной печи, страница 8

4.5 Теплотехнические показатели работы печи

Определим коэффициент использования тепла:

_кит=    

Усвоенную тепловую мощность можно рассчитать по формуле:

, где   - приращение энтальпии металла в результате нагрева.

Полезная тепловая мощность определяется:

Средняя мощность холостого хода:

Общая средняя тепловая мощность рассчитывается по формуле:

Определим средний расход топлива:

Определим расход топлива на 1 кг продукции:

Расход условного топлива определим по формуле:

Коэффициент полезного действия печи:

5 Расчет рекуператора

Лучшим методом повышения термического КПД печи, а, следовательно, экономии топлива, является возврат в печь части тепла, содержащегося в отходящих дымовых газах, подогревом в рекуператорах воздуха, используемого для горения топлива, а так же подогревом горючего газа.

Подогрев воздуха не только обеспечивает экономию топлива, но и повышает температуру продуктов сгорания топлива, что способствует ускорению процессов нагрева металла в печах и расширяет возможность применения местных низкокалорийных топлив. Вследствие, этого печи предназначенные для работы с высокой температурой рабочего пространства и требующие высококалорийного топлива, при установке рекуператоров могут работать на менее качественном местном топливе без снижения производительности и ухудшения технологических условий нагрева.

Выбираем щелевой радиационный рекуператор. [8]

5.1 Расчет рекуператора

5.1.1 Определение размеров рекуператора

Температура воздуха входящего в рекуператор:

t_в′=20 ^оС.

Температура воздуха выходящего из рекуператора:

t_в′′= 275^оС.

Температура дымовых газов, входящих в рекуператор:

T_д′=1348 ^оС.

Количество подогреваемого воздуха рассчитаем по формуле:

Количество дымовых газов:

Принимаем d_рек=0,5 (м).

Определим живое сечение кольцевого канала для прохождения воздуха:

f_в=0,785(0,5+50∙10^-3)² – 0,785(0,5+12∙10^-3)² – 0,006∙0,014∙24=0,512(м²)

Определим живое сечения для прохождения дымовых газов:

f_д=0.785∙0.5²=0,196 (м²)

Скорость воздуха в рекуператоре:

(м/с)        

Скорость дымовых газов в рекуператоре:

(м/с)

Принимаем удельную объемную теплоемкость воздуха перед рекуператором

С_в′=1,29 (кДж/м²∙^оС)

Определим энтальпию воздуха перед рекуператором:

(Вт)

Принимаем удельную объемную теплоемкость воздуха после рекуператора:

(кДж/ м²∙^оС)

Определим энтальпию воздуха после рекуператора:

(Вт)

Количество тепла, получаемое воздухом в рекуператоре:

(Вт)

Принимаем удельную объемную теплоемкость дымовых газов перед рекуператором:

(кДж/ м²∙^оС)

Определим энтальпию дымовых газов при входе в рекуператор:

(Вт)

Дымовые газы должны отдать в рекуператор тепла:

(Вт)

Определим энтальпию дымовых газов на выходе из рекуператора:

(Вт)

Принимаем удельную объемную теплоемкость дымовых газов перед рекуператором:

(кДж/ м²∙^оС)

Температура дымовых газов после рекуператора:

(^оС)

Принимаем в рекуператоре систему противотока:

Определим разность температур:

(^оС)

(^оС)

Среднюю логарифмическую разность температур определим по номограмме:

( ^оС)

5.1.2 Определим коэффициент теплоотдачи на воздушной стороне

Определим среднюю температуру воздуха в рекуператоре:

( ^оС)

Принимаем коэффициент кинематической вязкости (м²/с)

Среднюю скорость воздуха в рекуператоре при температуре 200 ^оС рассчитываем по формуле:

(м/с)

Определяем периметр воздушного кольцевого канала:

S=3,14(0,55+0,512) +0,672=4(м)

Определим приведенный диаметр:

(м)

Число Рейнольдса рассчитываем по формуле:

 

Определим плотность воздуха:

(кг/м³)

Применяем поправочный коэффициент А=2,7

Коэффициент теплоотдачи конвекцией рассчитаем по формуле:

(Вт/м²∙^оС)

5.1.3 Определим коэффициент теплоотдачи на дымовой стороны

Коэффициент теплоотдачи  на дымовой стороне рекуператора рассчитывается по формуле:

Определим средний коэффициент теплоотдачи конвекцией