Курсовая работа: Расчет рекуперативного нагревательного колодца с одной верхней горелкой.

Рисунок 1 – График изменения температуры в процессе нагрева металла:двухступенчатый нагрев

Температура газов в печи в момент загрузки заготовок t _0Г зависит от величины допускаемых термических напряжений, конструкции печи, ее топливной инерции.

Значение температуры газов во втором периоде t _2Г при двухступенчатом режиме нагрева и в третьем периоде t _3Г при трехступенчатом режиме назначается таким, чтобы получить в конце нагрева разность температур по сечению Δt _К не более допустимой величины. Допустимую разность температур по сечению принимают обычно по практическим данным при нагреве в следующих пределах:

– для высоколегированных сталей Δt _К = 100S ;

– для других марок стали Δt _К = 200S при S ≤ 0,1 (м);

Расчет допустимой разности температур по сечению заготовки проводится (по формуле 22):

Δt _К = 300S =300∙ (22)

где S – прогреваемая толщина металла, S > 0,2 (м).

Обычно величина t _3Г составляет (по формуле 23):

(⁰ С), (23)

где t _ПК – конечная температура поверхности металла, ⁰ С (см. [1]).

Температура газов во втором периоде t _2Г при трехступенчатом режиме нагрева определяется из условий службы огнеупоров и других соображений. Величина t _2Г обычно равна (по формуле 24):

(⁰ С) (24)

Температуры поверхности металла в конце промежуточных этапов t _П и температуры центра t _Ц предварительно задаются на основе практических данных, а затем уточняются расчетом.

3.2 Время нагрева металла

Изделие является достаточно массивным, поэтому примем, что температурный режим состоит из двух периодов: нагрева и выдержки. В период нагрева температура поверхности изделия повышается от до , температура дымовых газов в печи t _Г меняется от 700 ºС до значения, вычисленного (по формуле 25):

(⁰ С) (25)

Температура футеровки находится (по формуле 26):

(⁰ С) (26)

Период нагрева разобьём на три интервала, в пределах которых температуру продуктов сгорания будем считать постоянной.

В период нагрева тепловая нагрузка печи (расход топлива) неизменна. В период выдержки тепловая нагрузка печи снижается так, что температура дымовых газов , металла и футеровки остаются неизменными.

Площадь тепловоспринимающей поверхности металла (по формуле 27):

(м² ) (27)

Площадь внутренней поверхности рабочего пространства печи (за вычетом площади, занятой металлом) находится (по формуле 28):

(м² ) (28)

Степень развития кладки находится (по формуле 29):