Расчет горения топлива
Содержание
Введение . . . . . . . . . . 4
Исходные данные . . . . . . . . . 5
1. Расчет горения топлива . . . . . . . 6
2. Определение размеров рабочего пространства печи . . . 9
3. Расчет внешнего теплообмена в рабочем пространстве печи . 10
4. Расчет времени нагрева заготовок . . . . . 13
5. Уточнение основных размеров рабочего пространства печи . 14
6. Тепловой баланс печи . . . . . . . 15
Заключение . . . . . . . . . . 18
Список использованной литературы . . . . . . 19
Приложение: Эскиз камерной печи (А3).
КАМЕРНАЯ ПЕЧЬ, ТОПЛИВО, ЗАГОТОВКА, ТЕПЛОПЕРЕДАЧА, СВОД, ПОД, РАБОЧАЯ КАМЕРА, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ТЕПЛОПОТЕРИ, ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ
Объект – камерная нагревательная печь.
Цель – ознакомление с конструкцией проектируемой печи и ее основными элементами, овладение методикой расчета и основами проектирования камерных печей, а также закрепление теоретических и практических знаний, полученных при изучении дисциплины.
Введение
Высокотемпературные процессы лежат в основе важнейших производств в черной и цветной металлургии, нефтяной и нефтехимической промышленности, производства строительных материалов и осуществляются в промышленных печах. Тепловая работа печи протекает в ее рабочем пространстве, где одновременно происходит процессы горения и передача тепла от источника к поверхности нагреваемого материала. Производительность печи, а также форма и размеры ее рабочего пространства зависят от свойств, размеров и режима нагрева изделий, их размещения в печи, выбор способа сжигания топлива и других факторов. Нагреваемые изделия в печах в большинстве случаев располагаются на поду печи. Процесс передачи тепла от факела к поверхности нагреваемого материала протекает в результате излучения на поверхность материала и омывания нагреваемых тел потоком продуктов сгорания топлива. В соответствии с этим рабочее пространство печи должно быть рассчитано и спроектировано так, чтобы обеспечить условия полного сжигания топлива и интенсивность теплообмена продуктов сгорания топлива с поверхностью нагреваемого материала. Режим работы нагревательных печей определяется характером изменений температуры во времени и в рабочем пространстве печи теплового потока, падающего на металл. Режим нагрева, при котором температура изменяется по длине рабочего пространства, называется методическим, а печи, работающие в этом режиме, - методическими. В таких печах, как правило используется принцип противоточного движения металла и продуктов горения, что позволяет более равномерно нагревать изделие и обеспечить более полное использование тепловой энергии продуктов горения топлива в рабочем пространстве печи. Эти печи обычно имеют рабочую камеру удлиненной формы, в виде туннеля постоянного или переменного сечения, а топливосжигающее устройство располагается преимущественно на торцовой стене печи, противоположной садочному окну. Рабочее пространство таких печей разделяется на две зоны: предварительного подогрева металла (методическая зона), интенсивного нагрева (сварочная зона) и выдержки металла с целью выравнивания температур по сечению слитка (томильная зона). Количество зон и тепловой режим каждой из них выбирают в соответствии с требуемым режимом нагрева заготовок.
Исходные данные
1. Номер варианта: 5.
2. Производительность печи: G=0.6 
.
3. Размер заготовок: d=60 
, l=600 
.
4. Материал: низколегированная сталь.
5. Температура нагрева: 
.
6. Вид топлива: Березовский природный газ.
, 
, 
, 
, 
7. Температура топлива: 
.
8. Температура воздуха: 
.
9. Коэффициент избытка воздуха: 
.
Расчет горения топлива
По выбранному составу топлива последовательно определяем:
Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 м3 природного газа:
Действительное количество воздуха необходимое для сгорания 1 м3 природного газа, с учетом коэффициента избытка воздуха:
Количество и состав продуктов полного сгорания по отдельным компонентам при сжигании природного газа:
Суммарное количество продуктов горения:
Процентный состав продуктов горения:
Калометрическая температура горения:
,
где 
- низшая теплота сгорания топлива;
- энтальпия топлива при температуре 
;
- энтальпия воздуха при температуре 
;
, 
, 
, 
- объемная теплоемкость при температуре 
;
Низшая теплота сгорания для газообразного топлива:
Энтальпия топлива при температуре :
- объемная теплоемкость топлива при температуре 
Энтальпия воздуха при температуре ;
- объемная теплоемкость воздуха при температуре 
Принимаем калометрическую температуру горения 
.
Калометрическая температура горения:
Так как рассчитанное значение 
отличается от принятого значения 
менее чем на 30 
, то эта величина не уточняется.
Эффективная температура:
где 
