УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Металлургическая теплотехника»
направление: 22.03.02 Металлургия
Составитель: Кабаков З.К.,
д.т.н., профессор кафедры ММиТО
1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
№ и наименование раздела (модуля) дисциплины
|
Краткое содержание
|
1.Тепловые процессы в черной металлургии
|
Основные агрегаты и технологии черной металлургии. Основные теплофизические процессы в агрегатах черной металлургии. Основные понятия и законы учения о теплоте. Роль тепловых процессов в различных агрегатах.
|
2.Способы получения теплоты в металлургии
|
Виды топлива: газообразное, жидкое и твердое. Сжигание топлива. Устройства для сжигания. Другие способы теплопередачи в металлургических агрегатах.
|
3.Основы теплопередачи
|
Теплопроводность, конвекция, тепловое излучение, сложный теплообмен.
|
4.Механика газов и жидкости
|
Физические свойства газов и жидкостей. Статика и динамика газов и жидкостей. Закон Бернулли и его применение.
|
5.Тепловые процессы в металлургических агрегатах
|
Нагрев металла. Основные теплофизические свойства металлов. Основные характеристики нагрева металла в печах. Источники и стоки тепла в различных агрегатах. Плавление, затвердевание и охлаждение металла.
|
6.Тепловой баланс агрегатов
|
Основные статьи теплового баланса. Уравнение баланса. Коэффициент полезного использования тепла.
|
7.Утилизация тепла в металлургии
|
Теплотехнические основы теплоутилизации. Устройства для утилизации.
|
8.Очистка газов и воды в металлургии
|
Основы теории очистки газов и воды. Устройства для очистки газов и воды.
|
9.Газоочистные тракты агрегатов
|
Назначение газоочистных трактов. Устройства трактов для конвертера, доменной печи и дуговой сталеплавильной печи.
|
2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
2.1 Тематика практических занятий
№ раздела (модуля)
|
Тема практического занятия
|
3
|
Расчет теплопроводности плоской и цилиндрической стенок
|
3
|
Расчет конвективного теплообмена
|
3
|
Расчет лучистого теплообмена
|
3.2 Методические указания к выполнению практических работ
Практическая работа №1 Расчет теплопроводности плоской и цилиндрической стенок
Цель работы: Рассчитать температуру поверхностей и тепловые потоки у плоской, цилиндрической и сферической стенки
Определить удельный средний поток от верхней поверхности лежащей полосы, температура которой 700°С.
Определить средний удельный поток при охлаждении стенки изложницы высотой 2м и температурой поверхности 600°С (охлаждение: свободная конвекция и излучение).
Определить удельный поток от поверхности заготовки при толщине корки 5см, температуре затвердевания 1500°С и температуре поверхности заготовки 1050°С.
Определить коэффициент теплоотдачи при охлаждении водой из форсунок корки в задаче 3 при температуре воды 30°С.
5. Определить величину теплового потока Q, количество тепла QΣ, передаваемого через стенку печи толщиной δ, м, за время t, ч, если коэффициент теплопроводности материала равен λ, Вт/(м·К), а поверхность стенки F,м2, и температуры внешних поверхностей стенки равны Т П1и Т П2, °С.
Таблица 1
Исходные
данные
|
Вариант
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
δ
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,45
|
0,75
|
λ
|
0,5
|
0,5
|
1,5
|
1,5
|
4,3
|
4,3
|
2,8
|
3,6
|
1,8
|
0,6
|
F
|
5
|
10
|
15
|
20
|
5
|
10
|
15
|
20
|
8
|
16
|
Т П1
|
300
|
400
|
800
|
900
|
1000
|
1200
|
1300
|
1400
|
850
|
970
|
Т П2
|
50
|
60
|
450
|
270
|
180
|
240
|
450
|
280
|
140
|
210
|
t
|
0,5
|
1,0
|
1,5
|
2,0
|
0,5
|
1,0
|
3,5
|
4,0
|
5,0
|
7,0
|
6. Через стенку печи размером АхВ, м, коэффициент теплопроводности которой равен λ, Вт/(м·К), проходит тепловой поток Q,Вт. Какова должна быть толщина стенки, чтобы температура второй поверхности Т П2 была меньше заданной температуры Т П1,°С, первой поверхности в nраз?
Таблица 2
Исходные
данные
|
Вариант
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
А
|
2
|
3
|
4
|
5
|
2
|
4
|
4
|
1,0
|
1,2
|
1,8
|
В
|
3
|
1,5
|
4
|
6
|
3
|
5
|
7
|
1,5
|
1,6
|
2,2
|
λ
|
0,5
|
0,8
|
1,6
|
1,8
|
0,25
|
4,3
|
1,2
|
4,0
|
2,8
|
8,8
|
Q
|
1500
|
1100
|
4000
|
8500
|
3600
|
4800
|
2800
|
5600
|
12000
|
35000
|
Т П1
|
780
|
900
|
1240
|
1350
|
1410
|
1500
|
850
|
920
|
1250
|
1180
|
п
|
5
|
3
|
4
|
6
|
2
|
3
|
5
|
8
|
10
|
4
|
7. Определить температуру внутри стенки толщиной δ, м, на расстоянии х,м, от левой поверхности, имеющий температуру, ТП1,°'С, если коэффициент теплопроводности стенки при нормальных условиях равен λ0, Вт/(м·К), а температура правой поверхности равна ТП2,°С.
Таблица 3
Исходные
данные
|
Вариант
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
δ
|
0,35
|
0,115
|
0,25
|
0,46
|
0,5
|
0,8
|
0,65
|
0,13
|
0,7
|
0,4
|
х
|
0,25
|
0,08
|
0,15
|
0,2
|
0,35
|
0,45
|
0,35
|
0,1
|
0,25
|
0,3
|
ТП1
|
1400
|
1000
|
1350
|
900
|
1200
|
1400
|
1600
|
1280
|
1100
|
950
|
ТП2
|
60
|
75
|
70
|
80
|
90
|
50
|
70
|
70
|
60
|
90
|
λ0
|
0,88
|
0,88
|
0,12
|
0,12
|
0,12
|
0,81
|
0,81
|
0,88
|
0,88
|
0,88
|
8. Определить плотность теплового потока через стенку толщиной δ, м, имеющую коэффициент теплопроводности λ |
Скачать 1.59 Mb.