РАСЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГАЗОХОДНОГО ТРАКТА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ.




Председатель

 

___________ Б.Г.Суханов

«___» ___________ 2008 г.

 

 

Автор: Сафонова Е.Э. – преподаватель Уральского государственного

колледжа имени И.И.Ползунова

 

Рецензент: Суханов Б.Г. – преподаватель Уральского государственного

колледжа имени И.И.Ползунова

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Ведение 4

1. Содержание курсовой работы 6

2. Исходные данные для расчета 7

3. Методические указания по выполнению курсовой работы 12

Приложение А. Пример оформления титульного листа 50

Список использованных источников 52

ВВЕДЕНИЕ

 

В соответствии с учебным планом и программой дисциплины «Теплотехника» специальности 150102 «Металлургия цветных металлов» с целью контроля усвоения и закрепления знаний предусмотрено выполнение курсового проекта.

Курсовой проект является комплексным и состоит из взаимосвязанных между собой задач металлургической теплотехники. Выполняя курсовой проект студент применяет знания в теплотехнических расчетах горения топлива, механике движения газов и теплопередаче.

Тема курсовой работы: «Теплотехнические расчеты для металлургической печи».

Цель курсовой работы:

- обобщить и закрепить теоретические знания по дисциплине;

- сформировать системное представление студентов о методике и технике расчета теплотехнических показателей работы металлургической печи, а также их взаимосвязи;

- обучить студентов методике и технике расчета теплотехнических показателей работы металлургической печи;

Содержанием курсовой работы является пояснительная записка с описанием работы металлургической печи и ее эскизом. Практическая часть проекта включает в себя теплотехнические расчеты по горению топлива, газоходной системы печи и по теплопередачи.

Исходные данные для расчетов приведены в разделе 2. Студент выбирает исходные данные одного из 22 вариантов, который соответствует его порядковому номеру по журналу.

Каждый вариант имеет индивидуальные исходные данные для расчета.

Курсовая работа должна быть аккуратно оформлена и содержать в указанной последовательности

- титульный лист

- задание на курсовой проект

- содержание курсовой работы

- пояснительную записку, которая описывает работу металлургической печи

- практические расчеты и пояснения к ним

- эскиз печи

- список использованных источников

 

Пояснительную записку выполняют на белой меловой бумаге формата А4. Оформление следует вести в соответствии со стандартами УГК им. И.И. Ползунова

 

 


РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

Варианты исходных данных для выполнения расчета.

Выполнить расчет горения топлива. Химический состав топлива и значения параметров приведены в таблице 1

 

 


 

1.2. Методические указания по выполнению расчета горения топлива.

Целью полного расчета горения топлива входит:

- определение расхода воздуха (дутья), необходимого для полного сжигания топлива.

- определение количества и состава дымовых газов, образующихся при горении топлива.

- определение теплоты сгорания топлива.

- определение температуры горения топлива.

Расчет горения топлива проводят по его рабочему составу, представленного для жидкого и твердого в процентах по массе, а для газообразного по составу влажного рабочего, выраженного в процентах по объему. Поэтому предварительно необходимо произвести пересчет заданного состава твердого и жидкого топлива на рабочую массу по формулам:

хр = хс

х рг

хро

где хр - содержание химического элемента в рабочей массе жидкого или твердого топлива, %;

хо, хг, хс – содержание того же химического элемента в органической, горючей и сухой массе жидкого или твердого топлива соответственно. %

Пересчет состава сухого состава газа на влажный рабочий производится по формулам:

хвл = хсух ;

Н2Овл = ,%

где хсух содержание какого либо компонента в сухом составе газообразного топлива, % (объемный).

хвл содержание того же компонента во влажном составе газообразного топлива, % (объемные).

После пересчета проверяется состав рабочего топлива: сумма всех компонентов данного топлива должна равняться 100,0%

Расчет горения производится на 100 кг массы жидкого или твердого топлива рабочего состава и на 100 м3 газообразного влажного состава.

Рекомендуется следующий порядок расчетов горения топлива:

- Пересчет состава топлива на рабочий у твердого или жидкого и на влажный у газообразного.

 

- Проверка состава по сумме компонентов. Сумма всех компонентов должна равняться 100%. При наличии незначительной разнице (0,2%) эту последнюю можно распределить между отдельными компонентами (преимущественно на азот). Если разница выше указанной, следует проверить расчет и внести исправления.

 

- Расчет теоретического расхода кислорода на полное сжигание горючих компонентов топлива и количества образующихся при этом продуктов горения

проводится по химическим реакциям горения с учетом стехиометрических коэффициентов. Например:

 

СН4 + 2О2 = СО2 +2Н2О + Q (газообразное топливо)

С + О2 = СО2 + Q (твердое или жидкое топливо)

 

- Расчет теоретического расхода воздуха производят, принимая его состав в % по объему: 79% N2 и 21% О2 то есть с каждым 1м3 О2 в составе воздуха поступит 79/21= 3,769 м3 N2; или в % по массе: 77% N2 и 23% О2, то есть с каждым 1 кг О2 в составе воздуха поступит 77/23 = 3,348 кг N2. Обогащение дутья кислородом изменяет соотношение N22 в дутье. Так обогащение дутья кислородом до 30% в объемных единицах приводит к тому, что с каждым 1 м3 кислорода в составе дутья поступает 70/30 = 2,333 м3 азота.

 

- Расчет действительного расхода воздуха или дутья, обогащенного кислородом, производят умножением теоретического расхода на коэффициент избытка дутья α.

 

- Расчет количества и состава продуктов горения производят, суммируя количества не горючих составляющих, входящих в состав топлива (N2), продуктов сгорания компонентов топлива (определены по реакциям), азота, поступившем с дутьем, избыточного кислорода дутья, определенного по формуле:

О2 изб = О2 факт – О2 теор

 

- Правильность проведенного расчета проверяют составлением материального баланса в единицах массы. Пересчет составляющих газообразного топлива, дутья, продуктов горения (дымовых газов) из объемных единиц в массовые проводят по формуле:

m Х = М

где Х составляющие газообразного топлива, продуктов горения, дутья;

V объем газа, м3

М молярная масса газа

Результаты расчета материального баланса сводят в таблицу:

ПОСТУПИЛО кг ПОЛУЧЕНО кг
1. топливо 2. воздух   1. продукты горения  
ИТОГО   ИТОГО  

 

- Расчет низшей теплоты сгорания топлива для твердого и жидкого топлива производят по формуле Менделеева:

Qрн = 340Ср + 126Нр – 109(Ор – Sр) – 25(Wр – Нр) кДж/кг

где Ср Нр Ор Sр Wр содержание углерода, водорода, кислорода, серы и влаги в рабочем топливе, % по массе.

Для газообразного топлива по формуле, составленной в соответствии с тепловыми

 

 

эффектами реакций окисления (горения) горючих составляющих сжигаемого топлива:

Qсн = 126СО + 108Н2 + 358СН4 + 591С2Н4 + 638С2Н6 + 913С3Н8 + 1187С4Н10 +

+ 1461С5Н12 + 234Н2S кДж/м3

где СО;Н2; СН4; С2Н4; С2Н63Н8; С4Н10; С5Н12; Н2S объемные проценты составляющих сухого газообразного топлива

 

- Расчет калориметрической температуры горения топлива производится методом последовательных приближений с использованием понятия энтальпия.

Показатель энтальпия представляет собой произведение теплоемкости газа на его температуру.

Действительную энтальпию продуктов горения (количество тепла, выделавшееся на 1 м3 продуктов сгорания) определяется по формуле:

ί0 = Qн * 100/Vпрод гор

Далее задаемся возможной температурой горения t1 и определим для этой температуры энтальпию продуктов сгорания по формуле:

Σ ίх = Vх * Сх * t1

где Σ ίх сумма энтальпий каждого компонента продуктов сгорания;

Vх объемные доли компонентов продуктов горения;

Сх теплоемкости составляющих продуктов горения при

температуре t1; кДж/м3 град

 

зададимся возможной температурой горения t2 = t1+100ºC и определим для этой температуры энтальпию продуктов сгорания по формуле:

Σ ίх = Vх * Сх * t2

где Σ ίх сумма энтальпий каждого компонента продуктов сгорания;

Vх объемные доли компонентов продуктов горения;

Сх теплоемкости составляющих продуктов горения при

температуре t2; кДж/м3 град

Рассчитываем энтальпию продуктов горения, добиваясь получения таких значений величины энтальпии, которые удовлетворяли бы условию: ί1 < ί0 < ί2.

Тогда истинное значение калориметрической температуры горения находим по формуле:

tк =t1 + (ί0 – ί1)/(ί2 – ί1)*(t2 – t1); ºC


 

РАСЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГАЗОХОДНОГО ТРАКТА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ.

Варианты исходных данных для выполнения расчета

Выполнить расчет потерь напора при движении дымовых газов по газоходному тракту металлургической печи.

Для удаления продуктов горения из рабочего пространства печи используется естественная тяга, создаваемая дымовой трубой.

Объем продуктов горения при нормальных условиях, образующихся в печи в единицу времени V0; м3/с, зависят от заданной удельной производительности печи (удельного проплава), расхода условного топлива.


 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-11-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: