Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Расчет конденсаторной батареи




· Расчет реактивной мощности конденсаторной батареи

Где -мощность подводимая к индуктору, Вт

- общий коэффициент запаса(1,1-1,3)

-номинальное напряжение конденсаторных банок, В

-напряжение на индукторе, В

· Расчет емкости конденсаторной батареи

· Расчет электрических потерь в конденсаторной батарее

 

 

5 СОСТАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА УСТАНОВКИ

· Расчет электрических потерь в индукторе

· Потери в токоподводе примем равными 5% от мощности источника

· Расчет мощности, потребляемой от источника

· Расчет электрических потерь в источнике питания

· Расчет активной мощности, потребляемой от сети

· Общий КПД плавильной установки

· Расчет удельного расхода электроэнергии

· Уточненное значение длительности плавки

· Расчет производительности установки

6 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПЕЧИ ИСТ-30

Определение полезной энергии.

Полезный расход энергии Wпол в ИТП необходим для изменения энтальпии загружаемой металлошихты массой m0(пренебрегая угаром) при нагреве, плавлении и перегреве жидкого металла до температуры заливки:

Wпол= Wу.т.* m0, где Wу.т.- удельный теоретический расход энергии для индукционной плавки. Принимаем Wу.т.=355 кВт*ч/т

Wпол= 355*12=4260 кВт*ч/т;

Определение тепловых потерь.

Исходные данные

Температура жидкого металла 1673 К.

Футеровка стены тигля:

- кварцевая набивная масса 0,123 м

-асбестовый картон 0,005 м

-меканит 0,001 м

- защитная обмазка 0,001 м

Dф=0,13 м

Футеровка подины тигля:

-кварцевая набивная масса 0,153 м

-асбестовый картон 0,005 м

-меканит 0,001 м

-шамотный кирпич(ША) 0,2 м

-асбестовый картон 0,005 м

Dп=0,364 м

Футеровка свода

-огнеупорный бетон 0,3 м.

 

Порядок расчета.

Тепловые потери через стенку тигля

Тепловые потери через стенку тигля определяем по формуле

Фст=(Трв)*10-3{ni=1S[ln(Di+1/Di)/2pn:hm]+1/a*Sт.о.}-1;

Где Тр- температура внутренних поверхностей футеровки тигля, равная

температуре жидкого металла; Тр=1673 К; Тв- температура воды, охлаждающей индуктор, 293 К;

D1= Dм.ср- средний внутренний диаметр тигля, равный расчетному диаметру металла;

N- число слоев стенки тигля, включая электроизоляционную обмазку; lI- теплопроводность i-го слоя, Вт/(м*К); a- коэффициент конвективной теплоотдачи в системе охлаждения a состовляет 2..8 кВт/(м2*К);

Sт.о.- площадь теплоотдающей поверхности охлаждения индуктора, м2.

Пренебрегая тепловыми сопротивлениями медной стенки индуктора с теплопроводностью 390 Вт/(м2*К) и конвективной теплоотдачи в системе охлаждения индуктора

при a=2..8 кВт/(м2*К);

 

Определяем потери через стенку по формуле:

Определяем внешние диаметры слоев футеровки стены тигля, м:

D1=1,2+2*0,123=1,45м;

D2=1,45+2*0,005=1,46м

D1=1,46+2*0,001=1,462м

D1=1,462+2*0,001=1,464м

 

Задаем распределение температур по границам слоев, К:

Т1=400 К;

Т2=355 К;

Т3=315 К;

Т4=300 К.

Определяем средние значения температуры слоев, К:

Тср.1=0,5*(1673+400)=1036 К;

Тср.2=0,5*(1036+355)=695 К;

Тср.3=0,5*(695+315)=505 К;

Тср.4=0,5*(505+300)=402 К;

Оцениваем по приложению средние значения теплопроводности слоев, Вт/(м*К):

l1=0,8; l2=0,21; l3=0,17; l4=0,7.

Поскольку соотношение внешних и внутренних диаметров цилиндрических слоев футеровки стены тигля составляет:

D1/Dм=1,45/1,2 »1,20 < 1,8;

D2/D1=1,46/1,45 »1< 1,8;

D3/D2=1,462/1,46 »1< 1,8;

D4/D3=1,464/1,462 »1< 1,8.

То тепловое сопротивление (Rт) К/Вт, каждого цилиндрического слоя высотой hм=1,24 м

Определяем с учетом средней (расчетной) пощади (Sр)i, м2.

Sр1=3,14*0,5*1,24*(1,45+1,2)=5,159 м2;

Sр2=3,14*0,5*1,24*(1,46+1,45)=5,665 м2;

Sр3=3,14*0,5*1,24*(1,462+1, 46)=5,688 м2;

Sр4=3,14*0,5*1,24*(1,464+1,462)=5,696 м2;

Определяем тепловые сопротивления для i-ой стенки тигля, по формуле:

Rтi=Di/li*Spi;

Rт1=0,123/0,8*5,159= 0,029 К/Вт;

Rт2=0,005/0,21*5,665= 0,0008 К/Вт;

Rт3=0,001/0,17*5,688= 0,001 К/Вт;

Rт4=0,001/0,7*5,696= 0,0002 К/Вт;

Приняв температуру охлаждающей воды в индукторе Тв=293 К, определим типовые потери через футеровку стены тигля:

Принятые значения температуры Т1 по границам слоев проверяем аналитически по тепловому потоку Фст с учетом соответствующего теплового сопротивления Rт:

Т1=1673-44000*0,029=397 К;

Т2=397-44000*0,0008=361 К;

Т3=361-44000*0,001=317 К;

Т4=317-44000*0,0002=308 К.

С учетом допустимой погрешности определения температуры не более ±20 Красчет выполнен корректно.

Тепловые потери излучением с зеркала ванны жидкого металла определяем по закону

Стефана- Больцмана по формуле:

W0=с*(Tp/100)4*y*S*t0, кВт,

где с – коэффициент излучения абсолютно черного тела с=5,7 Вт/(м24);

S- площадь отдающей поверхности тела, м2;

y- коэффициент диафрагмирования, y=0,85;

t0- время открытия крышки t0=0,1 ч.

W0=5,7*(1673/100)4*(0,25*3,14*1,22)*0,85*0,1=42 кВт;

Определяем тепловые потери через футеровку свода Wз за время tз по формуле

где Тв- температура вохдуха 293 К;

aнар- теплоотдача с теплоотдающей поверхности свода, обращенной вверх, К=3,3

aнар принимаем 20 из приложения 1 табл.Л1-1[3].

tз- время при котором свод закрыт 1,5 ч.

Sт.о.- площадь теплоотдающей поверхности м2.

Зная конструкцию футеровки свода, определяем среднюю площадь огнеупорного бетона.

S1.=3,14*1,3762/4=1,48 м2;

Sт.о.=3,14*1,3762/4+3,14*1,376*0,3=2,77 м2;

Sр.=0,5*(1,48+2,77)=2,12 м2.

Оцениваем по Приложению 4 среднее значение теплопроводности слоя, Вт/(м*К)

l=0,9, при Тср=1046 К.

Определяем тепловое сопротивление по формуле R1=0,3/(0,9*2,12)=0,16 [кВт];

Определяем тепловой поток через футеровку свода:

Задаем распределение температуры по границам слоев, К: Т1=1673; Тт.о.=420.

Принятые значения температур, по границам слоев, проверяем аналитически по тепловому потоку с учетом соответствующего R1; 1/(a* Sт.о.)=0,018.

Тт.о.=1673-7865*0,16=414 К.

Проверим температуру воздуха Тв:

Тв=414-7865*0,018=272 К

Расчет выполнен корректно.

Определяем тепловые потери:

Wзз*tз

Wз=7,865*1,5=11,79 кВт.

Тепловые потери через подину тигля определяют по формуле:

где a2- коэффициент теплоотдачи с теплоотдающей поверхности, обращенной вниз.

Расчетные площади (Sp)i , необходимые для определения частного теплового сопротивления теплопроводности i-го слоя футеровки подины, определяем с учетом соотношения площадей тепловоспринимающей и теплоотдающей поверхностей данного слоя:

Sp=0,5*(S1+S2), если S2/ S1 < 2;

, если S2/ S1 > 2;

Приняв для условий расчета Тв2 и Тт.о. =510 К,

находим по ([ ], приложение 3), aS=29 Вт/(м2*К). Для расчета принимаем

a2=12 Вт/(м2*К). Зная конструкцию футеровки подины тигля определяем средние(расчетные) площади каждого слоя:

Sм=1,2 м2; S1/ Sм=1,46< 2

Sр1=0,5*0,25*3,14*(1,22+1,452) = 1,39 м2;

S2/ S1»1< 2

Sр2=0,3925*(1,452+1,462)=1,66 м2;

S3/ S2»1< 2; Sр3=0,3925*(1,462+1,4622)=1,675 м2;

S4/ S3»1< 2; Sр4=0,3925*(1,4622+1,4642)=1,677 м2;

S5/ S4»1< 2; Sр5=3,14*0,25*1,4642=1,68 м2;

Задаем распределение температур по границам слоев, К:

Т1=1100 К; Т2=1054 К; Т3=1040 К; Т4=580 К;

Т5=510 К; Тт.о.= Т5=510 К; Тв2=295 К;

Определим среднее значение температуры слоев, К:

Тср1=0,5*(1673+1100)=1386 К;

Тср2=0,5*(1386+1054)=1220 К;

Тср3=0,5*(1220+1040)=1130 К;

Тср4=0,5*(1130+580)=855 К;

Тср5=0,5*(855+510)=682 К;

Оцениваем по [2], Приложение 4, средние значения теплопроводности слоев футеровки, Вт/(м*К): l1=0,9; l2=0,22; l3=0,3; l4=1,16; l5=0,19.

 

 

Определяем тепловые сопротивления:

RT1=d1/(l1*Sp1)=0,153/(0,9*1,39)=0,12 К/Вт;

RT2=0,005/(0,22*1,66)=0,013 К/Вт;

RT3=0,001/(0,3*1,675)=0,0019 К/Вт;

RT4=0,2/(1,16*1,677)=0,1 К/Вт;

RT5=0,005/(0,19*1,68)=0,015 К/Вт;

RT6=1/(12*1,68)=0,049 К/Вт;

Тепловые потери через футеровки подины тигля:

Принятые значения температуры Тi по границам слоев необходимо проверить аналитически по тепловому потоку Фпод с учетом соответствующего теплового сопротивления RT :

Т1=1673-4600*0,12=1121 К;

Т2=1121-4600*0,013=1061 К;

Т3=1061-4600*0,0019=1052 К;

Т4=1052-4600*0,1=592 К;

Тт.о.5=592-4600*0,015=523 К;

Тв2=523-4600*0,049=297 К.

С учетом допускаемой погрешности определения температуры не более ±20 К расчет выполнен корректно.

Суммарные тепловые потери составляют ФSстпод+(W0+Wз)/tпл;

tпл- продолжительность плавки, ч: ФS=44+4,6+(42+11,79)/2.0=82,2 кВт.

Активная мощность необходимая для компенсации тепловых потерь ФS составит согласно формуле:

Рт.п.=(1,1..1,2)* ФS;

Рт.п.=1,2* 82,2=99 кВт.

Определение активной мощности, выделяемой в металле.

Активную мощность, выделяемую в металле Рм определяем по формуле:

Рм=Wпол/tэ*hтигля;

где tэ- энергетический период, tэ=1,4 часа;

hтигля=0,9;

Рм=3550/1,4 *0,9=2817 кВт.

Проверка по предельному значению удельной мощности:

hэ=0,8; Рм/hэ*m0£ [P]; [P]=247 кВт

 

 
 

 


 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовом проекте я изучили устройство, конструкцию и принцип работы индукционной тигельной печи. Определил основные геометрические размеры, сделал электрический расчет, а также тепловой расчет печи ИСТ-30, составил энергетический баланс установки.

 

 

 
 


СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Г.П. Долотов, Е.А. Кандаков «Печи и сушила литейного производства», издание третье, Москва «Машиностроение» 1990г.

2. А.В. Егоров «Расчёт мощности и параметров электроплавильных печей» Москва МИСИС 2000 г.

3. А.Д. Свенчанский «Электрические промышленные печи, энергия». Москва. 1975 г.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Министерство образования Республики Беларусь




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2018 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных