Температурные параметры сварочной зоны
Производственный расчет турбулентной инжекционной горелки. Определение затрат воздуха и расхода продуктов сгорания. Вычисление калориметрической температуры топлива в рабочем пространстве. Поиск коэффициентов температурного режима нагрева заготовки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.12.2013 |
| Размер файла | 236,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Температурные параметры сварочной зоны
1. Расчёт горения топлива
По условию задания выбираем турбулентную горелку типа «труба в трубе», работающую с коэффициентом избытка воздуха n = 1,2 (для инжекционных горелок n = 1,05).
Таблица 1. - Состав топлива:
Долю доменного газа в смеси бд.г. и коксового газа бк.г.
д.г = (1)
Если всю смесь газа принять за 1 часть, то доля коксового газа равна:
д.г. = 1-д.г. = 1-0,766 = 0,234 (2)
Рассчитываем состав коксовой смеси в %:
H2 = %H2д.г. * бд.г. + %H2к.г. * бк.г. (3)
Н2 = 1,73 * 0,766 + 57,3 * 0,234 = 14,73;
О = 27,8 * 0,766 + 26,4 * 0,227 = 22,93;
СН4 = 0,4 * 0,773 + 26,4 * 0,227 = 6,48;
СО2 = 13 * 0,773 + 2,1 * 0,227 = 10,45;
С2Н4 = 0,1 * 0,773 + 2,24 * 0,227 = 0,60;
N2 = 56,97 * 0,773 + 4,2 * 0,227 = 44.62;
О2 = 0 * 0,773 + 0,6 * 0,227 = 0,14.
Всего: 100%.
2. Расчёт расхода воздуха, состава и количества продуктов сгорания
Расчет производим в табличной форме:
Таблица 2. - Расчёт горения топлива:
С помощью таблицы 2 находим, что 1м газа расходуется воздуха:
= (4)
= = 1,89 м3.
= (5)
= = 6,47м3.
Определяем калориметрическую температуру горения топлива:
Энтальпия дымовых газов (теплосодержание):
(6)
Где:
- теплота сгорания смешанного газа;
- физическое тепло, вносимое подогретым воздухом до tв = 3000С;
= Zв * ??в 500 (7)
Где:
Zв - расход воздуха на 1м3;
??в - энтальпия сухого воздуха при 3000С.
= 1,89 * 395 = 746,55 кДж/м3.
д = = 2954 кДж/м3.
Для данной энтальпии д = 3202,01 задаёмся границей температур t1 и t2.
Диапазон температур выбирается с разницей в 100 градусов, в соответствии с интервалом, к которому принадлежит данная энтальпия.
t1 = 1800oC * t2 = 1900оС
CO2 = 0, 15 * 4360, 67 = 654, 10 * * CO2 = 0, 15 * 4360, 67 = 654, 10
H2O = 0, 1024 * 3429, 90 = 351, 22 * * H2O = 0, 1024 * 3429, 90 = 351, 22
O2 = 0,024 * 2800, 48 = 67, 21 * * O2 = 0,024 * 2800, 48 = 67, 21
N2 = 0,726 * 2646, 74 = 2127, 29 * * N2 = 0,726 * 2646, 74 = 1921, 53
?t1 = 2994,06 * ? t2 = 3179, 84
Где:
1 столбик цифр - сотые доли % продуктов сгорания;
2 столбик цифр - энтальпия газов при выбранной температуре.
Определяем калориметрическую температуру горения топлива:
(8)
= 1800 + .
Определяем действительную температуру в печи:
(9)
Где:
- пирометрический коэффициент, учитывающий потери тепла для нагревательных печей, принимают = 0,75;
tдейств = 1821,56 * 0,75 = 1366,17оС.
3. Определение размеров рабочего пространства
Ширина рабочего пространства печи рассчитывается по формуле:
(10)
Где:
- число рядов заготовок по ширине печи;
- длина заготовки;
- зазор, обеспечивающий свободное продвижение заготовок, он обычно равен 0,25 м.;
Для данного задания принимаем однорядное расположение заготовок:
В = 1 * 11 + 0,25 * (1 + 1) = 11 + 0,25 * 2 = 11,5 м.
Длина отдельных зон и всей печи пока определена быть не может, т. к., не известно время нагрева.
Высоту зон от поверхности изделий лучше принимать по данным практики:
- в методической зоне hм = 0,6 - 0,8 или hм = hм;
- в сварочной зоне hсв = 1,6 - 1,8 или hсв = 0,8 hсв;
- в томильной зоне hт = 1,2 - 1,3 м.
Полная высота зон определяется с учётом толщины нагреваемых изделий:
Нм = hм + hм + d (11)
Нсв = hсв + hсв + d (12)
Нт = hт + d (13)
Где:
d - толщина заготовки.
Нм = 0,8 + 0,8 + 0,08 = 1,68 м.;
Нсв = 1,8 + 0,8 * 1,8 + 0,08 = 43,32 м.;
Нт = 1,25 + 0,08 = 1,33 м.
Рисунок 1. - Размеры заготовки:
4. Расчёт температурного режима нагрева заготовки
Трех зонная методическая печь имеет трёхступенчатый режим нагрева. Первый этап - это нагрев происходит в методической зоне, второй - в сварочной зоне, третий - в томильной зоне. Рассмотрим сначала изменение температуры газов по зонам.
Рисунок 2. - Температурный режим печи:
Для этого нужно определить температуры газов: tог, t2г t3г.
Значение начальной температуры газа рассчитываем согласно величины допускаемых напряжений в металле при нагреве его до 5000С т. к., основным значением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, то температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную зоны должна быть около 5000С.
Допускаемая разность температур по сечению изделия при нагреве его до 5000С определяется выражением:
(14)
Где:
Кч - коэффициент формы изделия (для пластины 1,05;для цилиндра 1);
- допускаемое напряжение материала изделия на разрыв МН/м2;
- коэффициент линейного расширения изделия МН/м2;
Е - модуль упругости материала изделий.
Рассчитываем tог в начале методической зоны.
По таблицам для данной марки стали при температуре 5000С находим:
К4 = 1,05;
= 15,2 * 10-6 1оС;
= 48 ;
= 210.5 МН/м;
Е = 204000 0,2.
Определяем величину допускаемого напряжения при коэффициенте запаса прочности 1,5:
(15)
Допускаемая разность температур по сечению слитка при нагреве его до 5000С находится по выражению:
= .
Поскольку металл нагревается с двух сторон, то его толщина (при нагреве одностороннем нагреве, если толщина заготовки меньше 0,4 м., тогда S = d):
(16)
S = .
При этом внутреннее тепловое сопротивление стали равно:
= (17)
По номограмме для пластины находим:
tог = 8700С;
Для условий нашего задания получаем:
tог = 8700С;
Значение t2г и t3г принимаем по опытным данным:
t2г = tkме + 100 (18)
Где:
tkме - температура нагрева металла.
t2г = 1100 + 100 = 12000С.
Температура газов в сварочной зоне должна быть равна действительной температуре горения топлива или меньше её.
Если же t2г получилась больше tдейств, то необходимо пересчитать калориметрическую температуру горения топлива, задавшись более высокой температурой подогрева воздуха или газа, с таким расчётом, чтобы получилось: tдейств ? t2г.
t3г = tkме + (20 + 50) (19)
t3г = 1100 + 30 = 11300С.
Температура металла по длине методической печи изменяется следующим образом: производственный инжекционный горелка
- температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную, должна быть не менее 5000С, принимаем tц.к = 5050С, температура поверхности металла в конце методической зоны принимается из данных практики и обычно равна от 700 до 8000С принимаем tkме = 7000С;
- в конце сварочной зоны температура поверхности металла должна быть равна температуре выдачи металла: tk3ме = 12650С.
В томильной зоне температура поверхности металла постоянна и равна: tkме = 12650C.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет горения топлива для определения расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания, температуры горения. Характеристика температурного режима и времени нагрева металла. Вычисление рекуператора и основных размеров печи, понятие ее футеровки.
курсовая работа [349,4 K], добавлен 30.04.2012Состав природного газа и мазута. Низшая теплота сгорания простейших газов. Определение количества и состава продуктов сгорания и калориметрической температуры горения, поверхности нагрева и основных параметров регенератора. Удельная поверхность нагрева.
курсовая работа [25,0 K], добавлен 25.03.2009Определение действительных объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теоретического объема воздуха, необходимого для сжигания газа. Определение диаметров и глубин проникновения. Геометрические характеристики горелки. Состав рабочей массы топлива.
реферат [619,7 K], добавлен 20.06.2015Определение объема воздуха, продуктов сгорания, температуры и теплосодержания горячего воздуха в топке агрегата. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Расчет энтальпии продуктов сгорания, теплового баланса и пароперегревателя.
контрольная работа [432,5 K], добавлен 09.12.2014Описание котельной и ее тепловой схемы, расчет тепловых процессов и тепловой схемы котла. Определение присосов воздуха и коэффициентов избытка воздуха по газоходам, расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, потерь теплоты, КПД топки и расхода топлива.
дипломная работа [562,6 K], добавлен 15.04.2010Теплотехнический расчет кольцевой печи. Распределение температуры продуктов сгорания по длине печи. Расчет горения топлива, теплообмена излучением в рабочем пространстве печи. Расчет нагрева металла. Статьи прихода тепла. Расход тепла на нагрев металла.
курсовая работа [326,8 K], добавлен 23.12.2014Теплотехнология нагрева, разработка температурного графика. Расчет топлива и определение действительной температуры в печи. Расчет времени пребывания садки в рабочем пространстве. Тепловой баланс зон печи. Автоматическое регулирование тепловой нагрузки.
курсовая работа [998,9 K], добавлен 18.03.2013Расчет тепловой работы методической толкательной печи для нагрева заготовок. Составление теплового баланса работы печи. Определение выхода продуктов сгорания, температур горения топлива, массы заготовки, балансового теплосодержания продуктов сгорания.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 21.11.2012Топливо, его состав, объемы воздуха и продуктов сгорания для котла определенного типа. Элементарный состав топлива. Коэффициент избытка воздуха в топке. Объёмы продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, расчет расхода топлива на весь период его работы.
контрольная работа [35,6 K], добавлен 16.12.2010Общая характеристика продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Методика расчета энтальпии продуктов сгорания топлива, конвективного пучка и невязки парогенератора. Конструктивные размеры и свойства поверхностей нагрева фестона и испарительных пучков.
курсовая работа [605,0 K], добавлен 20.12.2010Определение полезной тепловой нагрузки на выходе из печи. Расчет процесса горения: теплотворной способности топлива, теоретического расхода воздуха, состава продуктов горения. Коэффициент полезного действия печи и топки. Вычисление конвекционной секции.
курсовая работа [155,1 K], добавлен 10.12.2014Характеристика дизельного топлива двигателей внутреннего сгорания. Расчет стехиометрического количества воздуха на 1 кг топлива, объемных долей продуктов сгорания и параметров газообмена. Построение индикаторной диаграммы, политропы сжатия и расширения.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 15.04.2011Принцип работы водогрейного котла ТВГ-8МС, его конструкция и элементы. Расход топлива котла, определение объемов воздуха и продуктов сгорания, подсчет энтальпий, расчет геометрических характеристик нагрева, тепловой и аэродинамический расчеты котла
курсовая работа [209,5 K], добавлен 13.05.2009Расчет основных размеров печи, определение продолжительности нагрева заготовки в различных зонах печи. Определение природных и расходных статей баланса и на их основе определение расхода топлива, технологического КПД и коэффициента использования топлива.
курсовая работа [879,5 K], добавлен 24.04.2016Расчет размеров трехзонной методической печи, продолжительности нагрева заготовки в различных ее зонах. Определение приходных и расходных статей баланса и на их основе определение расхода топлива, технологического КПД и коэффициента использования топлива.
курсовая работа [271,4 K], добавлен 02.04.2012Определение горючей массы и теплоты сгорания углеводородных топлив. Расчет теоретического и фактического количества воздуха, необходимого для горения. Состав, количество, масса продуктов сгорания. Определение энтальпии продуктов сгорания для нефти и газа.
практическая работа [251,9 K], добавлен 16.12.2013Описание конструкции котла. Особенности теплового расчета парового котла. Расчет и составление таблиц объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса котла. Определение расхода топлива, полезной мощности котла. Расчет топки (поверочный).
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.07.2010Элементарный состав и геометрические характеристики топлива. Определение объемов воздуха и продуктов сгорания топлива при нормальных условиях. Состав котельной установки. Конструкция и принцип действия деаэратора. Конструктивный расчет парового котла.
курсовая работа [594,6 K], добавлен 25.02.2015Разработка температурного графика нагрева печи, определение интенсивности внешнего теплообмена в рабочем пространстве. Расчет горелочных устройств и металлического трубчатого петлевого рекуператора. Автоматическое регулирование тепловой нагрузки печи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.06.2011Определение теплосодержания и объёмов продуктов сгорания газо-воздушной смеси в отдельных частях котельного агрегата типа ДЕ. Тепловой расчёт топки и газохода, водяного экономайзера. Определение КПД и расхода топлива, температуры газов на выходе.
курсовая работа [163,3 K], добавлен 23.11.2010
