Теплообмен в печи
Расчет параметров печи при ее заданной производительности. Определение объемного расхода нагреваемого вещества и площади отверстия змеевика в поперечном сечении, удельной теплоты сгорания топлива, объема выделяющихся водяных паров и дымовых газов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2014 |
| Размер файла | 286,0 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/
Задание: Рассчитать параметры печи при заданной производительности 180 000 тыс. тонн, нагреваемый продукт - керосин, плотность с = 780 кг/м3,
Общее время работы печи, ч, определяем по формуле:
Определим массовый расход нагреваемого вещества, кг/с:
Требуемая мощность печи, кВт, определяется по формуле:
Подводимая мощность, кВт, определяется с учетом КПД печи:
Объем камеры печи, м3, определяется по формуле:
где - объемное теплонапряжение, кВт/м3;
Объем цилиндра равен:
Допустим, что , тогда формула объема примет вид:
Откуда
Диаметр печи, м, найдем по формуле:
тогда высота печи, м, будет равна:
Определим объемный расход нагреваемого вещества, м3/с:
Определим площадь отверстия змеевика в поперечном сечении, м2:
где - скорость движения потока вещества, м/с;
Принимаем внутренний диаметр змеевика, таблица 3.3 Справочник нефтепереработчика, Ластовкина Г.А., d=273 мм, толщина стенки змеевика д=10 мм.
Определим требуемую для теплообмена площадь змеевика для плоской стенки, м2, по формуле:
где - теплопроводность стали, Вт/(м•К);
- температура горячего продукта на выходе;
- температура «холодного» продукта на входе;
Определим периметр поперечного сечения змеевика, м:
где ;
Определим длину змеевика, м:
Производим проверку для цилиндрической стенки:
Расхождение в 2% допускаемо при максимальном расхождении в 5%, условие выполнено.
Для топки печи используется газ Новгородского промыслового месторождения, %:
CH4=70,8-76,7;
С2H6=0,6-0,7;
C3H8=0,4-1,0;
С4Н10=0,15-0,30;
С5Н12=0,05-0,2;
CO2=0,2-0,4;
N2 и ред. мет.=26,9-19,1;
Н2S=0,9-1,6.
Определим площадь поверхности змеевика для плоской стенки, м2:
Определим тепловую мощность, передаваемую через плоскую стенку змеевика, кВт:
где - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2•К);
- температура стенки змеевика;
- температура паров продукта;
что в 10 раз меньше потребляемой мощности, повысить мощность можно увеличив длину змеевика, принимаем м.
При принятой длине змеевика потребляемая мощность будет равна:
Определим удельную теплоту сгорания топлива, МДж/м3, по формуле:
Определим требуемый для сгорания объем воздуха, м3/м3, по формуле:
Действительный объем подаваемого воздуха, м3/м3, определяется по формуле:
где - коэффициент избытка воздуха для газового топлива;
Дымовые газы включают:
- водяные пары;
- двухатомные газы;
- азот.
Определим объем, выделяющихся при сгорании топлива, водяных паров, м3/м3, по формуле:
Где
тогда
Определим объем, выделяющихся при сгорании топлива, двухатомных газов, м3/м3, по формуле:
Определим объем, выделяющегося при сгорании топлива, азота, м3/м3, по формуле: газ печь змеевик топливо
Определим объем, выделяющихся при сгорании топлива, дымовых газов, м3/м3, по формуле:
Определим расход топлива, м3/с, по формуле:
Определим расходы компонентов дымовых газов, м3/с, по формуле:
тогда расход дымовых газов, м3/с, составит:
Определим диаметр дымовой трубы, м, по формуле:
Определим гидравлическое сопротивление на входе в дымовой трубе по формуле:
где - коэффициент местного сопротивления;
- скорость движения дымовых газов, м/с;
- плотность дымовых газов, кг/м3;
Сопротивление линейной части трубы принимают равное 20% от местного сопротивления, тогда общее сопротивление дымовой трубы определяется по формуле:
где - коэффициент учитывающий шероховатость стенки трубы;
Определим высоту дымовой трубы, м, по формуле:
где - плотность газов в начале дымовой трубы, кг/м3;
где - плотность газов в конце дымовой трубы, кг/м3;
- давление газов в начале дымовой трубы, Па;
Определим теплосодержание дымовых газов, кДж/м3 , по формуле:
где IB - теплосодержание воздуха, кДж/м3 , при tв =230 ?С =503,15 ?К
По графику ИТ определяем температуру дымовых газов, tд=1800 ?С
Материалом внутренней стенки принимаем Valox 1750, толщину внешней стенки принимаем д1=150 мм, а толщину внутренней стенки из строительного кирпича д2=250 мм.
Рассчитаем коэффициент теплопередачи, Вт/м*К, по формуле:
где л1 =0,29 Вт/м*К; б1=34,8 В/(м2*К);
л2 =0,58 Вт/м*К; б2=16,2 В/(м2*К);
Определим площадь камеры, м2, по формуле:
Определим тепловой поток, Вт/м2, по формуле:
Определим тепловой поток по площади, Вт/м2, по формуле:
Потери не составляют 12%, что не превышает требуемых 30%
Список литературы
1 Онищенко Н.П. Эксплуатация котельных установок / Н.П.Онищенко. - М.: Агропромиздат, 1987.- 352с.
2 Исламов М.Ш. Проектирование и эксплуатация промышленных печей / М.Ш.Исламов.- Л.: Химия, 1986.-280с.
3 Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов / К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А.Носков.- Л.: Химия, 1986.- 560с.
4. Козлита А.Н. Горение топлива. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Тепловые процессы»./ А.Н.Козлита, Н.А.Иванова, С.И.Лукьянов. - Комсомольск на Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2006.-18с.
5 Ластовкина, Г.А. Справочник нефтепереработчика / Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко, М.Г.Рудин. - Л.: Химия, 1986. -- 648 с.
6 Ягудин М.Н. Тепловой и аэродинамический расчет трубчатой печи / М.Н.Ягудин. - Уфа.: Издательство ГУП ИНХП РБ, 2008.- 210с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технологическая схема установки пиролиза нефтяного сырья; проект трубчатого реактора радиантного типа. Расчет процесса горения: тепловая нагрузка печи, расход топлива; определение температуры дымовых газов; поверхность нагрева реакционного змеевика.
курсовая работа [927,6 K], добавлен 25.10.2012Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Гидравлический расчет змеевика печи. Тепловой баланс котла-утилизатора (процесс парообразования).
курсовая работа [200,1 K], добавлен 15.11.2008Классификация и принцип действия обжарочной печи при обжаривании овощей. Устройство механизированной паромасляной печи. Методика расчёта обжарочной печи: определение расхода теплоты на нагрев, площади поверхности нагрева печи и нагревательной камеры.
практическая работа [256,0 K], добавлен 13.06.2012Описание технологической схемы установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи. Расчет процесса горения, состав топлива и средние удельные теплоемкости газов. Расчет теплового баланса печи и ее КПД. Оборудование котла-утилизатора.
курсовая работа [160,1 K], добавлен 07.10.2010Тепловой баланс трубчатой печи. Вычисление коэффициента ее полезного действия и расхода топлива. Определение диаметра печных труб и камеры конвекции. Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы. Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи.
курсовая работа [304,2 K], добавлен 23.01.2016Расчёт горения топлива (коксодоменный газ) и определение основных размеров печей. Теплоотдача излучением от печи газов к металлу, температура кладки печи, её тепловой баланс. Расчёт времени нагрева металла и определение производительности печи.
курсовая работа [158,9 K], добавлен 27.09.2012Расчет 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 24.04.2016Выполнение расчета горения топлива с целью определения количества необходимого для горения воздуха. Процентный состав продуктов сгорания. Определение размеров рабочего пространства печи. Выбор огнеупорной футеровки и способа утилизации дымовых газов.
курсовая работа [365,4 K], добавлен 03.05.2009Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Расчет энергетического КПД тепло-утилизационной установки, эксергетического КПД процесса горения.
курсовая работа [1017,0 K], добавлен 18.02.2009Теплотехнический 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 23.12.2014Особенности методики теплового расчета котлов типа ДКВР, не содержащих пароперегревателя. Выявление объема и состава дымовых газов. Определение расхода топлива, адиабатной температуры сгорания. Расчет чугунного экономайзера ВТИ, пучка кипятильных труб.
методичка [792,1 K], добавлен 06.03.2010Расчет 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 21.11.2012Расчет 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 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 10.12.2014Основные характеристики трубчатых печей, их классификация и разновидности, функциональные особенности. Расчет процесса горения топлива, тепловой баланс. Выбор типоразмера, упрощенный расчет камеры радиации. Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи.
курсовая работа [573,7 K], добавлен 15.09.2014Расчет 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 30.04.2012Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.
курсовая работа [154,6 K], добавлен 12.12.2013Разработка 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 29.06.2011Назначение и основные характеристики огневых нагревателей. Расчет процесса горения топлива, расчет коэффициента полезного действия и расхода топлива, тепловой баланс и выбор типоразмера трубчатой печи. Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы.
курсовая работа [439,0 K], добавлен 21.06.2010Выполнение расчетов материального баланса горения топлива, теплового баланса и теплообмена рабочей камеры, определение продолжительности термической обработки стальных изделий (путем малоокислительного нагрева) и производительности камерной печи.
курсовая работа [182,2 K], добавлен 18.04.2010
