Нагревательные печи и устройства кузнечного производства

Камерная печь имеет обычно прямоугольную форму. Основная часть печи представляет собой рабочую камеру, где на поду нагреваются заготовки. Посадка нагреваемых

Нагревательные печи и устройства кузнечного производства

Дипломная работа

Разное

Другие дипломы по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

МИНОБРНАУКИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАТИ»- Российский государственный технологический университет им. К.Э.Циолковского

 

Кафедра «Технология обработки металлов давлением»

имени проф. А.И. Колпашникова

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Нагревательные печи и устройства»

 

 

 

Выполнил _____Красиков В.Э.

Группа 1ОМД-4ДС-099

Руководитель ______Соколов А.В.

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2011

Оглавление

 

Введение

1.Обоснование выбора печи

.Расчет горения топлива

.Расчет времени нагрева

.Выбор и определение основных размеров печи

.Выбор материалов для сооружения печи

.Составление и расчет теплового баланса печи

.Выбор и расчет приборов сжигания топлива

.Обоснование выбора типа рекуператора и его основные теплотехнические характеристики

.Техническая характеристика печи

Библиографический список

Введение

пламенная печь тепловой баланс рекуператор

Пламенные печи вследсвии универсальности до сих пор имеют широкое применение. Они используются в крупносерийном кузнечно-штамповочном производстве. Пламенные печи позволяют достичь высокого качества заготовок при правильном нагреве металла для ковки или штамповки в пределах установленных температур.

В них могут нагреватся заготовки различного веса, размера и формы.

Пламенная печь - сложный тепловой агрегат, в котором протекают процессы получения тепла от горения топлива и передачи его нагреваемому металлу. Эта совокупность процессов теплообмена при горении топлива и движении газов в рабочем пространстве между печными газами, стенками и металлом является тепловой работой печи.

По характеру нагрева металла пламенные печи делятся на камерные и методические.

1. Обоснование выбора печи

 

Камерная печь имеет обычно прямоугольную форму. Основная часть печи представляет собой рабочую камеру, где на поду нагреваются заготовки. Посадка нагреваемых заготовок в рабочую камеру производится через окно, закрываемое специальной заслонкой. В стенке рабочей камеры установлены горелки. Продукты горения отводятся из рабочей камеры по каналам, находящимся в стенках камеры и сообщающимся с дымоходом, над которым обычно устанавливается рекуператор для подогрева воздуха, поступающего для горения, теплом уходящих дымовых газов. Камерные печи обладают несложной конструкцией и просты в обслуживании. В камерных печах заготовки загружаются в рабочую камеру печи обычно через определенные промежутки времени (периодически) партиями (садками). При очередной садке температура в рабочей камере резко и значительно понижается, а затем, постепенно повышаясь, достигает максимума. Таким образом, в камерной печи вся партия заготовок одновременно нагревается до заданной температуры, а затем заготовка за заготовкой выдается для ковки. Из минусов камерной печи можно отметить, что из-за одинаковости температуры по всему объему камеры печи при загрузке в печь холодного металла, он сразу попадает в среду с высокой температурой, что может привести при нагреве толстых заготовок к браку по нагреву - образованию в металле трещин. Так же, если эти печи без рекуператора, то они работают с низким теплоиспользованием, так как дымовые газ уходят из печи с высокой температурой.

2. Расчёт горения топлива

 

Таблица 1

Состав ТопливаСод в %Реакция горения компонентов топливаO2N2Всего:CO2H2ON2O2Всего:CH498CH4+2O2= =CO2+2H2O196207,5*3.762=78198196781 (из воздуха)-C3H81C3H8+5O2== 3CO2+4H2O534-С4H101C4H10+6,5O2= 4CO2+5H2O6,545-ab=1207,5781988,5105201781-1091ab=1.1228,258591087,2510520185920,751181,75

 

 

 

Qрн = 8550·0.98+28300·0.01+0,0121800 = 8880 ккал/м3 (Теплотворная способность топлива).

qm = 0 ккал/ м3 (т.к. подогревать топливо нецелесообразно)

qв = Cв · Ld ·tв = 0.318 ·11·400 = 1399,2 ккал/ м3 (Тепло вносимое подогретым воздухом, Cв - теплоёмкость воздуха, tв - температура воздуха)

Cд =0,374ккал/м3·град (Теплоёмкость дымовых газов. tу.д.г.=1150С0)

ή=0.65 tд= ή·tk=1488C0

3. Расчёт времени нагрева

 

Продолжительность нагрева в камерных печах слитков и заготовок толщиной свыше 60 мм с достаточной для практики точностью можно определить по формуле Н.Н.Доброхотова :

 

, где

 

d = 200мм = 0,2м (диаметр заготовки)

k - коэффициент равный 10 для низко-среднеуглеродистых и малолегированных сталей и равный 20 - для высокоуглеродистых и высоколегированных сталей.

а - коэффициент, учитывающий способ укладки заготовок на поду

расстояние между заготовками 0.5d a= 1,4

Подставив значение в формулу получим:

Количество одновременно нагреваемых заготовок, можно посчитать по этой формуле:

 

n` = n · τ, где

 

n = 8 шт/час

τ = 1,25 часов (время нагрева)

откуда:

n` = 81,25 = 10 шт.

4. Выбор и определение основных размеров печи

 

Для камерной печи ширина пода (B) и длина пода (L) определяются следующим образом:

B=n`·dз+(n`-1)·δ+2·(100÷200) мм (при однорядном расположении заготовок)

 

B=10·0,2+(10-1) ·0,1+2·0,15 = 3,2 м

L= lз+ 2·(100÷200)мм

L=1,1+2·0,15 = 1,4 м

 

Где:

ń - 10 (Количество одновременно нагреваемых заготовок)

dз - 200мм=0,2 м (диаметр заготовки)

lз - 1100мм=1,1 м (длина заготовки)

δ - 100 мм =0,1 м (расстояние между заготовками)

 

Высота рабочей камеры печи определяется по формуле:

 

H` = (0,65 +0,05·B)·tп·10-3мм

H` = (0,65 + 0,05·3,2)·1200·10-3 = 0,97м

 

Где:

tп= tмк + 100 С= 1100+100=1200 С

5. Выбор материалов для сооружения печи

 

Стена трехслойная:

230мм шамот

мм пеношамот

113 мм трепел

Свод двухслойный:

мм динас

мм трепел

Под - многослойный с верхним слоем из хромомагнезитового кирпича (100мм)

6. Составление теплового баланса печи

 

Уравнение теплового баланса печи:

 

, где

 

- сумма статей прихода теплоты

- сумма статей расхода теплоты

 

, где

 

- теплота горения топлива

- теплота, вносимая с подогретым воздухом

- теплота экзотермических реакций

 

6.1 Расчет прихода теплоты

 

.1.1 Теплота горения топлива

 

 

Где Bm - расход топлива(м3/с)

Qнр -теплотворность топлива(ккал/м3)

6.1.2 Теплота, вносимая подогретым воздухом

 

 

Где Св - средняя теплоемкость воздуха

t в-температура подогрева воздуха

 

.1.3 Определим величину

 

,

 

где

(Производительность печи,

где - плотность стали, длина заготовки, -радиус заготовки, -производительность печи)

 

 

6.2 Расчет расхода теплоты

 

, где

 

-теплота, расходуемая на нагрев металла.

-теплота, уносимая с уходящими дымовыми газами.

-потери теплоты через рабочие окна печи.

-потери теплоты через кладку печи.

-потери теплоты от неполного сгорания топлива.

-неучтенные потери.

 

.2.1 Расход теплоты на нагрев металла

 

 

.2.2 Потери тепла с уходящими дымовыми газами

 

 

(Средняя теплоёмкость дымовых газов)

tд.г.=1150С0 (Температура уходящих дымовых газов)

 

.2.3Потери теплоты через рабочие окна печи

 

 

Потери теплоты излучением:

, где

 

(Площадь Окон)

(Коэффициент диафрагмирования

)

(Средняя заготовка)

(Температура печи в Кельвинах)

 

Потери теплоты с выбивающимися из окон газами:

 

 

tд.г.=1150С0

 

 

 

.2.4 Потери теплоты через кладку печи

 

, где

 

- потери тепла через стены печи

- потери тепла через свод печи

- потери тепла через под печи

 

 

; ;

 

;

;

,

 

 

;

;

;

,

 

 

 

 

 

.2.5 Потери теплоты от неполноты горения

 

 

.2.6 Неучтённые потери теплоты

 

 

6.3 Анализ расчета теплового баланса

 

 

Похожие работы

1 2 >