Главная | Обратная связь

Задание для выполнения расчетов

 

Определить тепловые потери через стенку цилиндрической шахтной печи (рис. 3.7.).

Рис. 3.7. Эскиз шахтной печи

 

Печь двухслойная: 1) наружный теплоизоляционный слой из вермикулитовых плит с характеристиками:

- предельная температура применения 600 °С;

- средняя удельная теплоемкость с = 1000 дж/(кг ·°С);

- общая пористость 40…50 %;

- плотность 250 кг/м³ ;

- коэффициент теплопроводности λ = 0,08 + 0,23·10^-3 t_ср;

2) внутренний слой из шамотного легковеса марки ШЛ – 0,4 с характеристиками:

- кажущаяся плотность 350…400 кг/м³;

- огнеупорность 1730 °С; температура начала размягчения под нагрузкой 0,2 МПа составляет 1130 °С;

- предельная температура эксплуатации 1150 °С;

- коэффициент теплопроводности λ = 0,100 + 0,296·10^-3 t_ср;

- удельная теплоемкость с = 879 + 0,41· t_ср;

- температура окружающей среды – 20 °С.

Печь снаружи облицовывается стальным листом толщиной в 1 мм. Материалы слоев совпадают с данными к заданию 1.2 (см. работу №1, с. 17). Расчет пояснить эскизами дна, крышки и боковой стенки печи (выполнить в редакторе Paint).

Расчет вести в следующей последовательности.

1. По данным приложения 1, (с. 50), выписать формулы теплопроводности материалов футеровки.

2. Определяем расчетные поверхности внутреннего, промежуточного и наружного слоев стенки, средние поверхности огнеупорного и теплоизоляционного слоев футеровки.

3. В первом приближении задаемся температурами:

- наружной поверхности футеровки t'_нар, которая должна бытьиз условий безопасности работы в пределах 50…70 °С;

- температуру на границе слоев t₁₂.

4. Определяем средние температуры слоев и вычисляем коэффициенты теплопроводности слоев (см. п. 1).

5. Определяем тепловые потери в первом приближении Q¹ по формуле для плоской стенки (1.7') или по формуле (3.5), не учитывая α₁ и α₂.

6. Проверяем правильность принятой температуры t_нар=60 ºС. Для этого по приложению 10 при принятой температуре t_нар определяем удельный тепловой поток q¹₀ и умножив на площадь наружной поверхности печи (см п. 2), вычисляем теплоотдачу с F_нар. – Q¹₀. Если Q¹₀> Q¹, то это означает, что температура внешней поверхности должна быть ниже принятой t_нар. Разница между Q¹₀ и Q¹ должна быть менее 10 %.

7. Если эта разница превышает 10 % производим расчет во втором приближении, приняв другое значение t¹_нар.

8. Уточняем температуру граничной поверхности между слоями футеровки, что необходимо для корректировки теплопроводности. Далее см. примеры 1.5 и 2.4.

№ вар	Рабочая температура (газа), °С	Размеры печи, мм
d1	d2	d3	h1	h3

Контрольные вопросы

 

1. В каких случаях для расчета шахтных печей справедливы формулы для плоской стенки?

2. Напишите формулу для расчета количества тепла, проходящего через цилиндрическую стенку.

3. Как определяется температура наружного и внутреннего стенок цилиндрической трубы, если известны температуры горячих газов внутри трубы и окружающего воздуха снаружи?

Работа № 4