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, м33, по формуле:

Действительный объем подаваемого воздуха, м33, 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, м33, по формуле:

Где

тогда

Определим объем, выделяющихся при сгорании топлива, двухатомных газов, м33, по формуле:

Определим объем, выделяющегося при сгорании топлива, азота, м33, по формуле: газ печь змеевик топливо

Определим объем, выделяющихся при сгорании топлива, дымовых газов, м33, 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 25.10.2012

  • Подготовка 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 15.11.2008

  • Классификация 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 13.06.2012

  • Описание 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 07.10.2010

  • Тепловой 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 23.01.2016

  • Расчёт 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 27.09.2012

  • Расчет 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 24.04.2016

  • Выполнение 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 03.05.2009

  • Подготовка 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 18.02.2009

  • Теплотехнический 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 23.12.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.