Расчет горения топлива.Стр 1 из 4Следующая ⇒
Санкт-Петербургский государственный Политехнический университет
Факультет технологии и исследования материалов Кафедра «Пластическая обработка металлов»
Пояснительная записка
К курсовому проекту
На тему: «Тепловой расчёт и конструирование печи»
Проект выполнил Журавлев А.Е. Группа 3062/1 Руководитель Александров А.Э
Курсовой проект защищён с оценкой__________________
Санкт-Петербург Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Факультет технологии и исследования материалов. Кафедра «Пластическая обработка металлов»
Задание К курсовому проекту на тему: «Тепловой расчёт и конструирование печи»
Студент Алексеева Группа 3064/2 1. Тип и назначение печи: камерная садочная 2. Материал нагреваемых заготовок: Сталь 08 3. Габариты заготовок: цилиндр D= 620мм, l=1700мм 4. Садка печи: 2 шт. 5. Режим нагрева металла: нагрев под ковку 6. Топливо: смесь природного и коксового газов 7. Теплотворность топлива: QHP=22500 кДж/м3 8. Влажность топлива: W=25 г/м3 9. Температура подогрева воздуха: t воздуха =215˚С 10. Выполнить аэродинамический расчёт воздушного тракта
Задание выдал Александров А.Э. 15 февраля 2011 г. Введение В данном курсовом проекте производится тепловой расчет и конструирование печи. Нагрев металла является одной из важнейших стадий производственного процесса, влияющей на производительность, качество и себестоимость продукции. В машиностроении для нагрева металлических заготовок под прессование, штамповку и термическую обработку используют печи различных конструкций, которые могут быть объединены общим признаком. В большинстве случаев – это камерные печи садочного типа. В таких печах нагрев заготовок производят отдельными садками, с последующим их охлаждением. Широкое применение этих печей объясняется их универсальностью, позволяющей обрабатывать по разным режимам разнообразные по форме и размерам заготовки. Для того чтобы грамотно выбрать и использовать печь, необходимо ознакомиться с основами её тепловой работы, т.е. совокупности всех процессов, протекающих в печи и определяющих основной процесс – нагрев металла. Сущность тепловой работы нагревательных и термических печей садочного типа определяется сочетанием процессов тепловыделения, теплообмена и теплоусвоения, которые протекают в рабочем пространстве печи. Поэтому задачи расчета таких печей сводят к выявлению условий протекания указанных процессов, которые обеспечат заданный режим нагрева и заданную производительность печи. Расчет горения топлива. Согласно заданию печь должна отапливаться смесью природного и коксового газов (теплота сгорания: 22000 кДж/м3, влажность 20г/м3). Состав природного (П) и доменного (Д) газов приведен в таблице 1. Таблица 1
Пересчитаем состав сухого газа на рабочий по формулам:
k = (100-Н2О)/(100-(Н2О)Т), Н2О = 100*W/(W+803,6) где (Н2О)Т - содержание влаги в топливе по справочным данным, %; Н2О – заданное содержание влаги в топливе, %; W - содержание водяных паров в топливе, г/м3. Н2О = 100*25/(20+803,6) = 3,02% KПГ =(100-3,02)/100 = 0,9698
Рабочий состав газов равен: Природный газ СО2Р = 0,3*0,9698 = 0,29% и т.д. Доменный газ СО 2Р = 5,4*0,9698 = 5,24% и т.д. Рабочие составы (%) природного и коксового газов приведены в таблице 2. Таблица 2
Теплоту сгорания каждого газа вычисляем по формуле: QHP = 0,127*COP +0,108*H2P +0,234*H2SP +0,357*CH4P +0,596*C2H4P QH ПГР = 0,127*0,58+0,108*1,94+0,234*0,19+0,357*90,19+0,596*0,39 = = 32,75МДж/м3 QH ДГР = 0,127*5,24+0,108*49,27+0,357*25,7 = 15,16 МДж/м3
Определим состав смеси. Доля природного газа в смеси: X = (QСМ- QH ДГР)/(QH ПГР - QH ДГР) = (22,5-15,16)/(32,75-15,16) =0,417 Доля доменного газа: 1-X = 1- 0,417 = 0,583.
Рабочий состав смешанного газа определяется по формуле: (СО2)СМ = Х*(СО2)ПГ + (1-Х)*(СО2)КГ и т.д. СО2Р СМ=0,29*0,417+2,71*0,583=1,7%… Рабочий состав (%) смешанного газа приведен в таблице 3. Таблица 3
Теоретически необходимое количество воздуха (м3) определяем по формуле:
L0 = 0,0476*(0,5COP +0,5H2P +2CH4P +3C2H4P +1,5H2SP -O2P)(1+0,00124dВ),
где dВ - влагосодержание сухого воздуха, г/м3, равное 10г/м3.
L0 = 0,0476*(0,5*3,33+0,5*29,53+2*52,58+3*1,12+1,5*0,08- -0,76)*(1+0.00124*10)= 5,99 м3. Действительное количество воздуха при a = 1,1 вычисляется по формуле:
LД = a*L0 = 1,1*5,99 = 6,59 м3.
Количество продуктов сгорания (м3) рассчитываем по формулам:
VCO2 = 0,01*(CO2P+COP+CH4P+2C2H4P) VCO2 = 0,01*(1,7+3,33+52,58+2*1,12) = 0,6 м3
VN2 = 0,01*(N2 +79*LД) VN2 = 0,01*(7,66+79*6,59) = 5,28 м3
VH2O = 0,01*(2CH4P +2C2H4P +H2P + H2OP +H2SP + 0.124LD*dВ) VH2O = 0,01*(2*52,58+2*1,12+29,53+3,02+0,08+0,124*6,59*10)=1,48 м3
VO2 = 0,21*(a-1)*L0 = 0,21*(1,1-1)*5,99 = 0,13 м3
VSO2 = 0,01*H2SP =0,01*0,08 = 0,0008 м3 Общее количество продуктов сгорания равно: VD = VSO2 +VO2 +VN2 +VH2O +VCO2 = 0,13+1,48+5,28+0,6+0,0008 = 7,491 м3
Рассчитаем состав продуктов сгорания смешанного газа по формулам: Х = 100*VX/VD CO2 = 0,6*100/7,491 = 8,01% H2O = 1,48*100/7,491 = 19,758% SO2 = 0,0008*100/7,491 = 0,011% N2 = 5,28*100/7,491 = 70,485% O2 = 0,13*100/7,491 = 1,736%
Плотность продуктов сгорания вычисляем по формуле: rД = (0,44*CO2+0,18*H2O+0,28*N2+0,32*O2+0,64*SO2)/22,4 = =(0,44*8,01+0,18*19,758+0,28*70,485+0,32*1,736+0,64*0,011)/22,4 = 1,22 кг/м3
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|