Методическая трёхзонная нагревательная печь с шагающими балками. курсач мой_fix. 1. Расчёт горения топлива

• Название: 1. Расчёт горения топлива
• Анкор: Методическая трёхзонная нагревательная печь с шагающими балками
• Дата: 16.04.2022
• Размер: 1.36 Mb.
• Имя файла: курсач мой_fix.docx
• Тип: Документы; #478347
• страница: 2 из 9

2.2.2. Расчёт времени нагрева.

В методической зоне металл нагревается от 20 до 700 , а температура газов повышается от 900 в начале зоны до 1350 на границе с первой сварочной зоной.

Расчётная толщина заготовок , т.к. нагрев ведётся в печи с шагающими балками с торцевым и боковым отоплением.

Определяем значение критерия Старка в конце методической зоны при

:



Так как расчёт ведём по методике для массивных тел.

С целью повышения точности расчёта нагрев в методической зоне разбиваем на две ступени.

2.2.2.1. Расчёт первой ступени нагрева.

Температура металла:

- в начале

- в конце

Температура газов:

- в начале

- в конце

Энтальпия металла при :



Приведённый коэффициент излучения на границе ступеней принимаем из условия линейного его изменения, пропорционального изменению температуры газов по длине методической зоны

Плотность теплового потока в начале ступени:





Плотность теплового потока в конце ступени:




Средняя плотность теплового потока на первой ступени:



Приближённый перепад температуры металла в конце ступени при

:



Приближённая средняя по массе температура металла в конце ступени:





Уточнённый перепад температуры металла:



Температура середины заготовки в конце ступени:



Уточнённая по массе средняя температура металла:



Энтальпия металла при



Приращение энтальпии металла на первой ступени:



Продолжительность первой ступени:



2.2.2.2. Расчёт второй ступени нагрева.

Температура металла:

- в начале

- в конце

Температура газов:

- в начале

- в конце

Энтальпия металла в начале ступени:



Плотность теплового потока в начале ступени:



Плотность теплового потока в конце ступени:





Средняя плотность теплового потока на второй ступени:



Приближённый перепад температуры металла в конце ступени при

:



Приближённая средняя по массе температура металла в конце ступени:





Уточнённый перепад температуры металла:



Температура середины заготовки в конце ступени:



Уточнённая по массе средняя температура металла:



Энтальпия металла при



Приращение энтальпии металла на второй ступени:



Продолжительность второй ступени:



Продолжительность нагрева в методической зоне



2.3. Расчёт нагрева металла в первой сварочной зоне.

2.3.1. Расчёт параметров внешнего теплообмена.

Эффективная длина луча:



Произведение эффективной длины луча на парциальное давление излучающего газа ( приближённо равно процентному содержанию газа в продуктах горения):





Принимаем температуру газа первой сварочной зоны:



Степень черноты газов:







Угловой коэффициент кладки на металл:



Приведённый коэффициент излучения:




2.3.2. Расчёт времени нагрева.

В первой сварочной зоне металл нагревается от 700 до 1100 , а температура газов в ней 1350 .

Температура металла:

- в начале

- в конце

Температура газов:



Энтальпия металла в начале зоны:



Плотность теплового потока в начале зоны:



Плотность теплового потока в конце зоны:





Средняя плотность теплового потока в первой сварочной зоне:



Приближённый перепад температуры металла в конце зоны при

:



Приближённая средняя по массе температура металла в конце зоны:





Уточнённый перепад температуры металла:



Температура середины заготовки в конце зоны:



Уточнённая по массе средняя температура металла:



Энтальпия металла при



Приращение энтальпии металла в первой сварочной зоне:



Продолжительность нагрева в первой сварочной зоне:



2.4. Расчёт нагрева металла во второй сварочной зоне.

2.4.1. Расчёт параметров внешнего теплообмена.

Эффективная длина луча:



Произведение эффективной длины луча на парциальное давление излучающего газа ( приближённо равно процентному содержанию газа в продуктах горения):





Принимаем температуру газа второй сварочной зоны:



Степень черноты газов:







Угловой коэффициент кладки на металл:



Приведённый коэффициент излучения:





2.4.2. Расчёт времени нагрева.

Во второй сварочной зоне металл нагревается от 1100 до 1250 , а температура газов в ней 1350

Температура металла:

- в начале

- в конце

Температура газов:



Энтальпия металла в начале зоны:



Плотность теплового потока в начале зоны:



Плотность теплового потока в конце зоны:





Средняя плотность теплового потока во второй сварочной зоне:



Приближённый перепад температуры металла в конце зоны при

:



Приближённая средняя по массе температура металла в конце зоны:





Уточнённый перепад температуры металла:



Температура середины заготовки в конце зоны:



Уточнённая по массе средняя температура металла:



Энтальпия металла при



Приращение энтальпии металла во второй сварочной зоне:



Продолжительность нагрева во второй сварочной зоне:



2.4. Расчёт нагрева металла в томильной зоне.

В томильной зоне происходит выравнивание температуры по сечению слябов при постоянной температуре поверхности металла. Время нагрева в томильной зоне зависит от степени выравнивания температуры, т.е. отношение конечного перепада температуры металла к перепаду температуры металла в конце сварочной зоны

Степень выравнивания температуры:



По графику для расчёта выдержки [3] определяем значение критерия Фурье

Средняя по массе температура металла при выдаче:



Средняя по массе и времени температура металла в томильной зоне:



Энтальпия металла в конце нагрева:



Средняя теплоёмкость металла:



Температуропроводность металла при



Время нагрева в томильной зоне:



Плотность теплового потока в конце томильной зоны при



Температура газов в конце томильной зоны, принимая







2.5. Результаты расчёта времени нагрева металла.



Суммарное время нагрева металла:



2.6. Расчёт длины и напряжённости активного пода

Длина активного пода:



Длина рабочей камеры печи с учётом холостой части пода в конце томильной зоны (



Длина зон печи:

- методической



- первой сварочной



- второй сварочной



- томильной



Площадь активного пода:



Напряжённость активного пода:



Расчётная напряжённость активного пода соответствует показателям современных методических печей.