Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовой проект - Тепловой расчет печей сопротивления - файл n1.docx


Курсовой проект - Тепловой расчет печей сопротивления
скачать (224.7 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.docx225kb.06.01.2013 14:53скачать

Загрузка...

n1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.
Курсовой проект на тему:


«Тепловой расчет печей сопротивления».


Выполнил:

Проверил:
Саратов 2012

Задание на курсовой проект:
Спроектировать электрическую печь для нагрева под термическую обработку валов из специальной стали диаметром 300 мм, длиной 2500 мм. Температурный режим состоит из нагрева до 1000±20 оС и медленного остывания в печи до 400 со скоростью не выше 20 оC/ч, после чего изделие может быть вынуто из печи. В период нагрева температурный перепад в изделии не должен превышать 60. Теплопроводность материала равна , удельная теплоемкость . Нагрев валов должен вестись в вертикальном положении.

Производительность установки 2 вала в сутки.
Расчет:

Так как по заданию нагрев должен производиться в вертикальном положении валов и так как производительность установки мала, то наиболее подходящим типом печи является шахтная электрическая печь, рассчитанная на одновременный нагрев одного вала.

Определяем время нагрева вала

Температуру печи принимаем 1050

Получаем:



здесь приняли, что

5

,

0



F

внпеч

F

изд

а температура изделий в конце первого

периода равна 0,85 конечной температуры

с другой стороны, определяем максимальный допустимый удельный тепловой поток q из условий




Время нагрева вала до t2= 944 oC















,















Итак, полное время нагрева изделия 2,3 часа.
Для определения тепловых потерь печи конструируем ее футеровку

Внутренний диаметр печи берем, учитывая тяжесть загрузки и необходимость в специальной для нее подвеске, равный 900 мм, диаметр горловины печи равный 800 мм, ее полезную высоту 2700 мм. Стены выкладываем из слоя пенолегковеса с ?=270 кг/м толщиной 100 мм и слоя диатомитового кирпича с толщиной 200 мм. Днище печи выкладываем из пенолегковеса толщиной 100 мм и диатомита толщиной тоже 100 мм. Крышка печи набирается из шамотовых плит толщиной 100 мм и из слоя минеральной ваты с ?=150 толщиной 200 мм.

Для температуры внутри печи в принимаем, что температура на границе пенолегковес-диатомит в стенках печи составляет 620оС и в днище 390оС, а температура кожуха печи .


  1. Для стен печи:




Проверяем температуры:



Совпадение отличное.

2) Для днища печи:



Проверяем температуры:



Совпадение хорошее.

3) Для крышки печи:

Задаемся температурой в крышке на границе шамота с минеральной ватой в 940 0С и температурой на кожухе 50 0С тогда:


Таким образом, суммарные тепловые потери печи при температуре ее стенок в 1050 0С равны:



здесь 1.2 - коэффициент запаса, так как мы не учитывали потери через тепловые короткие замыкания. Кроме того, коэффициент 1.2 учитывает возможное старение теплоизоляции печи в эксплуатации.
Для расчета времени остывания печи определяем аккумулированное ее кладкой тепло.

1) Масса пенолегковеса стен печи:


Аккумулированное им тепло:



2) Масса легковеса днища:



Аккумулированное им тепло:



3) Масса шамота крышки:


Аккумулированное им тепло:



4)Масса диатомита стен:



Аккумулированное им тепло:



5) Масса диатомита днища:



Аккумулированное им тепло:



6) Масса минеральной ваты крышки:



Аккумулированное им тепло:


Суммарное аккумулированное кладкой тепло при температуре 944 0С:



Количество тепла, аккумулированного изделием:





Количество тепла, аккумулированного жароупорной подвеской:

удельная теплоемкость жароупорной хромоникелевой стали:





Полное количество тепла, аккумулированного загруженной печью:

Так как расчеты приближенные, то аккумулированное кладкой и изделием тепло, а также тепловые потери печи можно принять пропорциональными её температуре. Для 400 0С будем иметь:



Количество тепла, которое печь должна потерять за время остывания:



Средние тепловые потери за время остывания:



Время остывания печи:



что дает:

Как видим, скорость остывания получилась меньше допустимой. Следовательно, для увеличения скорости остывания печи можно было бы пойти на облегчение кладки или выбор других материалов.
Полное время цикла:


Следовательно, для получения заданной производительности в 2 вала в сутки придется установить 4 шахтных печи.

Тепловые потери за время нагрева:



Тепловые потери за время остывания:



Тепловые потери за время простоя печи:



Полный расход тепла за цикл:



отсюда удельный расход энергии:



Коэффициент полезного действия печи:



Как видим, КПД печи низок, что обуславливается большими потерями аккумулированного кладкой тепла при остывании изделий в печи. Кроме того, при этом мощность печей будет также велика, так как в период разогрева придется восполнить потерянное в период остывания тепло кладки.


Из этой мощности только 62,621 кВт составляет полезную. Поэтому гораздо целесообразнее отделить процесс остывания изделий от его нагрева путем переноса изделий по достижении им заданной температуры в специальный колодец, нагреваемый самим изделием в процессе его остывания, причем поддержания нужной скорости остывания изделий сможет быть получено соответствующим выбором теплоизоляции колодцев. В этом случае КПД печи поднимается до значения



или на 33% больше чем в предыдущем случае.

Удельный расход энергии



то есть снизился на 31,5%

Мощность печи при этом



Так как полное время цикла составляет теперь 3,3ч., то потребуется 1 печь и 3 колодца.


Заключение

В ходе проделанной курсовой работы мы наглядно убедились насколько невыгодно остывание изделий в печах и почему на практике это остывание всегда проводится в колодцах.

В ходе работы были получены практические навыки проектировки печей сопротивления, выбора и расчета отдельных ее составляющих. Убедились, какой нелегкий и трудоемкий труд проектировщика.


Скачать файл (224.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации