Расчет доменного воздухонагревателя
Курсовая работа, 23 Октября 2012, автор: пользователь скрыл имя
Краткое описание
Например: доменные воздухонагреватели, регенераторы мартеновских печей и т.д. Регенераторы в отличии от рекуператоров,могут работать лишь периодически (циклически). Это обусловлено тем, что в регенераторах используется промежуточное тело (насадка). Через насадку пропускают греющую среду (греющий теплоноситель), который нагревает насадку и при этом охлаждается. Когда насадка нагревается до заданной температуры, прекращают подачу греющей среды (отделяют насадку от греющей среды). После этого в насадку подают нагреваемую среду, которая охлаждает насадку. Так как насадка по массе всегда ограничена, то ограничено и время ее охлаждения и нагрева
Содержание работы
Введение………………………………………………………………………………
Исходные данные для расчёта……………………………………………………….
.
Конструкция воздухонагревателей и режим работы……………………………….
Описание типа насадка……………………………………………………………….
Подбор состава топлива………………………………………………………………
Расчет периода дутья…………………………………………………………………
Тепловой баланс………………………………………………………………………
Расчет периода нагрева………………………………………………………………
Определение геометрических размеров…………………………………………….
10. Выводы………………………………………………………………………………..
11. Список литературы……………………………………………………………………
Содержимое работы - 1 файл
Курсовая работаЯ.doc
— 1.29 Мб (Скачать файл)
Энтальпия продуктов сгорания находится при температуре tух.г, равной
6. Потери тепла в окружающую среду составляют 5% от тепла, вносимого при сжигании топлива.
7. Из составленного уравнения теплового баланса находится расход топлива .
= (26)
Далее составляется таблица теплового баланса:
ПРИХОД |
РАСХОД | ||||
|
Статья баланса |
Дж |
% |
Статья баланса |
Дж |
% |
|
|
2.4·1012 |
100 |
0,56·1012 |
23 | |
1,72·1012 |
72 | ||||
0.12·1012 |
5 | ||||
Итого |
100 |
Итого |
2.39·1011 |
100 | |
8. Расчет периода нагрева.
Определяем:
- Минимальную температуру верха насадки (купола) по формуле
- Температуру низа насади к концу периода дутья (минимальную)
(28)
- Лучистый коэффициент теплоотдачи
где - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м2×K4);
- средняя за период нагрева температура продуктов горения, К;
- средняя за период нагрева температура насадки, К.
Температура
Температура
,
где - действительная температура горения, оС.
4. Приведенный коэффициент излучения можно определить по формуле:
где Вт/(м2×К4) - излучательная способность абсолютно черного тела;
степень черноты газа;
степень черноты насадки.
Степень черноты
насадки можно принимать 0,8. Степень
черноты газов нужно
где площадь сечения канала, м2;
периметр канала, м.
Для каналов квадратной формы ( размер ячейки).
Обычно продукты горения имеют давление практически равное давлению окружающего воздуха. Поэтому принимаем их суммарное давление Па и тогда парциальные давления
где % H2O и %CO2 - процентное содержание H2O и CO2 в продуктах горения.
По графикам [2;3;4;5] находим степень черноты и . Степень черноты газа определяют по формуле:
5. Находим теплофизические свойства насадки и продуктов горения по их средним температурам;
lд.г=0,1 Вт/м*К; д.г.=163·10-6 м2/с; Сд.г=1,53 кДж/кгК;
lнас=1,44 Вт/м*К; Сн=1,16 кДж/м3*К;
rн=1710 кг/м3
6. Число Рейнольдса
где - скорость продуктов горения, приведенная к нормальным
условиям, м/с;
- плотность продуктов горения при нормальных условиях, кг/м3;
размер ячейки, м;
абсолютная динамическая вязкость продуктов горения при средней температуре, Па×с.
7. По приложению 2 подбираем подходящую формулу и определяем число Нуссельта;
Nu=A*Ren=0.018·4951,40.8=16,
8. По числу Нуссельта находим коэффициент конвективной теплоотдачи от продуктов горения к насадке
Bт\м2К
9. Суммарный коэффициент теплоотдачи
10. Значения
(42)
где плотность продуктов горения при нормальных условиях,
кг/м3;
скорость продуктов горения, приведенная к нормальным
условиям, м/с;
теплоемкость продуктов горения при средней по высоте и
времени нагрева температуре, Дж/(кг×К);
теплопроводность насадки при средней температуре по
высоте и времени нагрева, Вт/(
высота насадки, м;
11. Время подъема температуры купола от минимальной до максимальной температуры:
где
=
12. Температуру низа насадки к моменту достижения максимальной температуры куполом (верхом насадки):
3. Температуру уходящих продуктов горения к концу периода нагрева:
0
Рис. 3. Изменение температур насадки и дымовых газов в процессе нагрева
Т.к температура уходящих газов =207,4 оС близка к принятой (она равна =380 оС, которую приняли при расчете периода дутья), т.е. отличие составляет не более 20 К, то расчет можно считать правильным и приступать к компоновке воздухонагревателя.
9. Определение геометрических размеров.
1. Относительная площадь проходного сечения
2. Удельная поверхность нагрева
3. Площадь проходного сечения
где - объем доменного дутья, м3/с.
4. Полная площадь сечения насадки
5. Объем камеры горения
где - тепловое напряжение камеры горения, Вт/м3.
Тепловое напряжение камеры горения можно принимать в пределах 200¸300 кВт/м3.
6. Площадь сечения камеры горения
где .- высота камеры горения, м.
Высотой камеры горения
7. Форма камеры горения полукруг-полуэллипс.(Рис.6)
Рис. 6.Форма камеры горения.
Диаметр камеры горения
8. Площадь, занимаемая стенкой
(45)
где - толщина стенки между камерой горения и регенератором, м.
9. Внутренний диаметр воздухонагревателя
(56)