РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)

,

Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях

Методические указания к курсовой работе

Ростов-на-Дону

2007

УДК 621.783.22(07) + 06

Малозёмов, В. Н.

Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях : методические указания к курсовой работе / , ; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2007. – 36 с. : ил. Библиогр. : 13 назв.

Рассмотрена методика конструирования высокотемпературной установки, расчеты теплообмена при нагреве металлических изделий, определение размеров рабочего пространства установки при размещении в ней нагреваемых заготовок в соответствии с заданной производительностью, расчет горения топлива, тепловой баланс высокотемпературной нагревательной установки, возможности и методы энергосбережения.

Методические указания предназначены для студентов специальности 100700 «Промышленная теплоэнергетика».

Рецензент канд. техн. наук, доц. (РГУПС)

Учебное издание

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЯХ

Методические указания к курсовой работе

Редактор

Техническое редактирование и корректура

Подписано в печать 28.12.2007. Формат 60×84/16.

Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. 2,09.

Уч.-изд. л. 2,64. Тираж 60 экз. Изд. № 000. Заказ №

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Ризография РГУПС.

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. им. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

© Ростовский государственный университет путей сообщения, 2007

Содержание

Введение

1. Краткие сведения о технологии термообработки и конструктивных схемах печей

2. Расчет материального баланса горения топлива

2.1. Пересчет элементарного состава топлива на рабочую массу

2.2. Теплота сгорания топлива

2.3. Количество и состав продуктов горения

3. Определение температурного уровня процесса горения и выбор тепловой схемы

4. Размеры рабочего пространства печи

4.1. Размещение заготовок в рабочем пространстве печи

4.2. Предварительное определение размеров рабочего пространства печи

5. Расчет внешнего теплообмена в рабочем пространстве печи

5.1. Расчетные значения приведенного коэффициента излучения

5.2. Коэффициент теплоотдачи излучением

6. Расчет продолжительности нагрева заготовок

6.1. Расчет времени нагрева «тонких» изделий в печи с постоянной температурой

6.2. Расчет времени нагрева «массивных» тел

6.3. Расчет времени нагрева тонких тел с поправкой на массивность

6.4. Расчет времени выдержки заготовок

6.5. Уточнение основных размеров рабочего пространства печи

6.6. Выбор огнеупоров и теплоизоляционных материалов

7. Производительность печи

8. Тепловой баланс рабочей камеры печи и вычисление расхода топлива

9. Классификация и основные конструктивные особенности рекуператоров

Библиографический список

Приложение

Введение

Выполнение курсовой работы предполагает лучшее усвоение студентами материала учебной программы, развитие у них навыков самостоятельного решения инженерных задач – теплоэнергетических расчетов высокотемпературных установок и рекуператоров к ним при помощи справочников, научно-технической литературы.

В задании указываются исходные данные, необходимые для выполнения теплотехнического расчета:

1 тип печи и ее назначение;

2 вид топлива;

3 производительность печи;

4 форма, размеры и материал обрабатываемых изделий;

5 конечная температура нагрева изделий.

К заданию прилагается эскиз установки, на основании которого студенты по своим расчетам выполняют графическую часть задания – план и разрезы установки (на одном листе). Объем графической части устанавливается руководителем (консультантом).

Основным объемом курсовой работы является теплотехнический расчет установки, включающий решение следующих вопросов:

1 Выбор метода сжигания и расчеты горения топлива.

2 Определение размеров рабочего пространства установки.

3 Расчет внешнего теплообмена, времени нагрева заготовок и уточнение геометрии установки.

4 Тепловой баланс установки и ее основные показатели.

Пояснительная записка оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-79 в объеме около 25 страниц. Она должна быть написана без произвольного сокращения слов, с расшифровкой всех обозначений и составляющих формул с указанием их размерностей. Затем формулу представляют в алгебраической записи в том же порядке (т. е. соблюдая цифровое соответствие каждой из составляющих формулы) и приводят результат расчета в системе СИ.

При необходимости пояснительная записка сопровождается необходимыми рисунками, схемами, эскизами и пр.

Список использованных литературных источников приводят в конце пояснительной записки, указывая лишь те источники, на которые имеются ссылки в тексте.

1 Краткие сведения о технологии термообработки

и конструктивных схемах печей

Теплотехника – область науки и техники, которая рассматривает процессы и оборудование, служащие для использования тепловых явлений в промышленных, транспортных и бытовых целях.

Рост технологий и совершенствование технологических процессов в XXI веке требует новых средств нагрева и контроля температуры заготовок для обеспечения регламентированных температурно-скоростных режимов.

Так как процессы нагрева, осуществляемые в печах или с помощью нагревательных устройств, широко используют во всех отраслях промышленности, обрабатываемых металл, то промышленные печи становятся одним из основных видов технологического оборудования.

Промышленная печь – энергетический и технологический агрегат, в котором в результате горения топлива или преобразования электроэнергии выделяется теплота, используемая для тепловой обработки материалов или изделий.

Печи должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) обеспечение высокой производительности при заданных технологических условиях нагрева (температуре, перепаде температур по сечению и др.);

2) минимальный удельный расход топлива;

3) возможности изменения производительности и ассортимента нагреваемых изделий;

4) наличие механизации загрузки и выгрузки изделий;

5) простота и безопасность обслуживания и ремонтов;

6) возможность автоматического управления печью.

Печи можно классифицировать по признакам:

o  технологическим: прокатные, кузнечные – для нагрева металла под ковку и штамповку, термические;

o  конструктивным: кузнечные горны, щелевые, камерные, методические, полуметодические, карусельные и др.;

o  по виду энергоносителя: пламенные (газовые и мазутные) – рекуперативные и регенеративные, электрические;

o  по температурному режиму: печи с постоянной температурой рабочего пространства, с переменной температурой рабочего пространства и проходные печи (методические и карусельные).

Также печи делятся на два класса: для первого класса печей характерен одноступенчатый режим нагрева, для второго – многоступенчатый режим нагрева. Для проходных печей возможно применение обоих видов режима.

2 Расчет материального баланса горения топлива

Задачей расчета горения топлива является определение его теплоты сгорания, расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания.

Исходные данные для расчета: вид и характеристика топлива; температура по­догрева воздуха и газа (мазута); конструкция топливосжигающего устройства, опреде­ляющего величину коэффициента расхода воздуха а и допустимый химический недо­жог топлива (табл. 1, приложения).

2.1 Пересчет элементарного состава топлива на рабочую массу

Состав топлива берется из [1, 6, 9].

Жидкое и твердое топливо

Так как расчеты горения ведутся на рабочую массу топлива, то возникает необходимость пересчета состава жидкого и твердого топлива (данного в таблице) на рабочее топливо.

В зависимости от того, в какой массе (органической, горючей или сухой) дано содержание элемента состава топлива, пересчет производится по следующим формулам:

(1)

где Хр – содержание элемента в рабочем топливе, %;

Х0, Хг, Хс – содержание этого элемента в органической, горючей и сухой массе топлива соот­ветственно, %.

Газообразное топливо

Обычно газообразное топливо задается составом его сухой части в процентах по объему. В действительности, газообразное топливо содержит влагу, которая обычно задается в виде массы воды в единице объема сухого газа (d, г/м3). Поэтому ведется пересчет компонентов сухого газа на влажный по формуле:

(2)

где Хс – содержание компонента в сухом газе, %;

Хв – содержание этого же компонента во влажном газе, %;

0,124×d – объем водяного пара в 100 м3 сухого газа (или Н2Ос, %).

Тогда объемные проценты водяного пара во влажном газе подсчитываются по формуле:

(3)

Сумма компонентов влажного газа должна быть равной 100 %.

Если при технологическом процессе сжигается смесь двух газов известного состава и известна теплота сгорания этой смеси, тогда состав смеси находят по следую­щим зависимостям:

(4)

где Хсм – содержание компонента в смеси, %;

Х/ и Х// – содержание этого же компонента в первом и во втором газах, %;

г – доля первого газа в смеси, которую находят:

(5)

где , , – низшие теплоты сгорания смеси, первого и второго газов соответственно.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7