Заврин В.Г. Тепломассообменное оборудование предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

151

3 Коэффициент использования мощности трансформатора в период рас-

плавления учитывает невозможность работы печи в период расплавления на

максимальной мощности (ввиду опасности перегрева футеровки стен и свода

длинными электрическими дугами к концу расплавления), а также колебания

вводимой в печь мощности за счет несовершенства системы автоматического

регулирования мощности печи, и за счет нестабильности напряжения пи-

тающей сети. При проектировании печей К

исп

= 0,8 – 0,9.

Мощность печного трансформатора ДСП – 300, при длительности рас-

плавления под током ч1,5τ

рт

= .

кВт 93200

1,5

39700

р.т

эл

акт.ср

===

Р .

Принимая cos ϕ = 0,7 и К

исп

= 0,85, можно найти необходимую кажу-

щуюся мощность

АкВ 157000

)7,085,0(

93200

)сos(

исп

акт.ср

⋅=

⋅

ϕ⋅

S .

В качестве установленной мощности печного трансформатора принима-

ем ближайшее стандартное значение кажущейся мощности S = 160000 кВ·А.

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

152

ЛИТЕРАТУРА

1. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник / Под

ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

Щукин А. А. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов. – М.:

Энергия, 1973.

Филипьев О. В. Промышленные печи и газовое хозяйство заводов. –

М.: Высшая школа, 1976.

Ключников А. Д. Теплотехническая оптимизация огнетехнических ус-

тановок. – М.: Энергоатомиздат, 1978.

Тебеньков Б. П. Рекуператоры промышленных печей. – М.: Металлур-

гия, 1973.

Лебедев П. Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки.

Учебник для студентов технических вузов. – М.: Энергия, 1972.

Голубков Б.Н., Данилов О.Л. и др. Теплотехническое оборудование

и теплоснабжение промышленных предприятий. Учебник. – М.: Энергоатом-

издат, 1993. – 416 с.: ил.

Промышленные тепломассообменные процессы и установки. Учеб-

ник для вузов / Под ред. А. М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

Электротехнологические промышленные установки/ Под ред. А. Д.

Свенчанского. – М.: Энергоиздат, 1982. – 400 с.

10.

Электротехнологическое оборудование: Справочник / Под ред.

А.П. Альтгаузена. – М.: Энергия, 1980. – 416 с.

11.

Электрооборудование и автоматика электротермических установок

/ Под ред. А.П. Альтгаузена, М. Д. Бершицкого. – М.: Энергия, 1978. – 404 с.

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

153

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Сводная ведомость заданий на курсовую работу по курсу «Топливо.

Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки»

Камерная рекуперативная печь

Температура

№

п/п

Производи-

тельность

кг/ч

Марка

стали

Размеры

заготовок

Посада,

°С

Выдачи

°С

Подогрева

воздуха °С

1 325 Н 28 100х125х175 15 950 330

2 160 1Х13 50х100х300 20 920 355

3 350 У 12 30х80х500 10 900 390

4 375 30 ХН3 90х90х300 20 930 310

5 400 35 70х70х350 25 925 370

6 450 3Х13 80х80х350 15 910 340

7 475 08 90х90х300 20 925 315

8 500 50 С2 40х50х400 12 940 350

9 525 Х18Н9 40х60х425 16 935 320

10 550 30 45х50х350 5 945 360

Приложение 2

Коэффициенты теплопроводности некоторых марок стали

при различных температурах, Вт/(м ·град)

Темпера-

тура °С

Низко-

углеро-

дистые

Средне и вы-

сокоуглеро-

дистые 15, 20,

25, 30, 35

Высоко-

углеро-

дистые

У12

Низколе-

гирован-

ные

Хроми-

стые не-

ржавею-

щие

Хромо -

никелиевые

нержавеющие

08 30ХН3 1Х13 Н28

50 58,5 49,5 45,2 34,5 28,1 13,5

150 55,1 48,3 42,4 35,5 27,6 15,5

200 53,4 46,9 43,2 36,0 27,6 16,3

250 51,5 45,0 41,0 36,2 27,8 16,9

300 49,3 43,4 40,2 36,4 28,0 17,5

350 47,6 42,3 38,4 36,4 27,8 18,1

400 44,7 40,4 37,1 36,3 27,6 18,7

450 42,2 38,7 36,0 35,0 27,4 19,6

500 40,2 37,1 34,6 34,2 27,2 20,4

550 38,0 35,6 33,4 33,0 21,8 21,3

600 36,0 34,2 31,9 32,0 26,4 22,2

650 33,9 32,5 30,0 30,3 25,9 22,8

700 31,8 30,8 28,2 28,6 25,4 23,4

750 29,7 27,6 26,9 27,4 25,2 24,2

800 28,4 25,2 23,7 26,2 25,0 25,0

850 27,1 24,5 23,7 26,7 25,8 25.7

950 27,2 26,3 25,6 27,6 27,1 27,0

1000 27,6 27,0 26,0 28,0 27,6 27,5

1100 28,4 28,1 27,2 28,8 28,8 28,3

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

154

Приложение 3

Удельная теплоемкость

некоторых марок стали

при различных температурах Вт ч/(кг ·град)

Интер-

вал тем-

ператур

°С

Низко-

углеро-

дистые

Средне-

углероди-

стые

15,20, 25,

30, 35,40

Высоко-

углероди-

стые

У12

Низколе-

гирован-

ные

30ХН3

Хроми-

стые не-

ржавею-

щие 1Х13

Хромо-

никелиевые

нержавеющие

Н28

50 0,134 0,134 0,136 0,136 0,132 0,139

100 0,139 0,140 0,144 0,142 0,136 0,141

150 0,144 0,144 0,149 0,145 0,142 0,144

200 0,149 0,147 0,152 0,149 0,149 0,148

250 0,154 0,153 0,156 0,153 0,156 0,151

300 0,159 0,159 0,161 0,159 0,165 0,155

350 0,165 0,164 0,167 0,165 0,174 0,150

400 0,173 0,170 0,173 0,174 0,185 0,152

450 0,183 0,179 0,181 0,184 0,197 0,157

500 0,194 0,189 0,191 0,196 0,211 0,160

550 0,217 0,197 0,200 0,200 0,224 0,163

600 0,220 0,208 0,207 0,207 0,238 0,164

650 0,236 0,225 0,224 0,224 0,256 0,162

700 0,311 0,473 0,587 0,587 - 0,162

750 0,256 0,206 0,175 0,175 - 0,162

800 0,218 0,154 0,178 0,173 - 0,162

850 0,212 0,158 0,172 0,172 - 0,164

900 0,181 0,173 0,172 0,172 - 0,165

950 0,182 0,173 0,173 0,173 - 0,166

1050 0,183 0,175 0,178 0,178 - 0,167

1100 0,184 0,178 0,181 0,181 - 0,169

Приложение 4

Средняя характеристика природных газов некоторых газопроводов

Состав газа по объему, % Вари-

ант

Газопровод

СН

CО

1 Саратов – Москва 84,5 3,8 1,9 0,9 0,3 7,8 0,8

2 Саратов – Горький 91,9 2,1 1,3 0,4 0,1 3,0 1,2

3 Ставрополь – Москва 93,8 2,0 0,8 0,3 0,1 2,6 0,4

4 Брянск – Москва 92,8 3,9 1,1 0,4 0,1 1,6 0,1

5 Промысловка –

Астрахань

97,1 0,3 0,1 0 0 2,4 0,1

6 Саушево – Волгоград 96,1 0,7 0,1 0,1 0 2,8 0,2

7 Коробки – Волгоград 93,2 1,9 0,8 0,3 0,1 3,0 0,7

8 Урицк – Сторожевка 91,9 2,4 1,1 0,8 0,1 3,2 0,5

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

155

Приложение 5

Основные свойства некоторых огнеупорных материалов

Наименование

Кажущаяся

плотность

кг/м

Коэффициент

теплопроводности

Вт/(м град)

Температура

применения

(не выше)

Шамот марки ШБ общего назначения 1900 0,9 + 0,3 10 t

ср

1350

Шамот легковесный марки ШБЛ-1,3 1300 0,5 + 0,36 10 t

ср

1300

Шамот легковесный марки ШБЛ-1,0 1000 0,35 + 0,35 10 t

ср

1300

Шамот легковесный марки ШБЛ-0,4 400 0,15 + 0,28 10 t

ср

1150

Динас для коксовых печей 1900 1,33 + 0,73 10 t

ср

1600

Динас легковесный ДЛ-1,2 1200 0,41 + 0,79 10 t

ср

1550

Хромомагнезит завода «Магнезит» 2800 1,95 – 0,13 10 t

ср

1600

Приложение 6

Основные свойства некоторых теплоизоляционных материалов

и изделий

Изделия диатомитовые марки 500 500 0,105 + 0,232 10 t

ср

900

Изделия диатомитовые марки 700 700 0,163 + 0,313 10 t

ср

900

Изделия вулканитовые ВК – 350 350 0,078 + 0,168 10 t

ср

600

Изделия совелитовые СВ – 350 350 0,076 + 0,186 10 t

ср

500

Вата минеральная ВМ – 125 125 0,053 + 0,186 10 t

ср

600

Стекловолокно (маты) 170 0,04 + 0,348 10 t

ср

450

Приложение 7

Таблица коэффициентов диафрагмирования

Толщина стенки печи,

мм

Ширина окна,

мм

Высота окна, мм

150 250 450 600 750

115 150 0,55 0,63 0,66 0,68 0,69

300 0,63 0,70 0,73 0,76 0,78

900 0,71 0,79 0,83 0,75 0,87

1500 0,73 0,82 0,86 0,89 0,91

230 150 0,43 0,49 0,52 0,55 0,56

300 0,49 0,56 0,60 0,63 0,64

900 0,57 0,66 0,70 0,76 0,75

1500 0,61 0,69 0,74 0,47 0,79

345 150 0,36 0,43 0,45 0,55 0,49

300 0,42 0,48 0,52 0,62 0,57

900 0,50 0,58 0,63 0,68 0,69

1500 0,58 0,61 0,66 0,42 0,72

460 150 0,31 0,36 0,39 0,49 0,43

300 0,36 0,43 0,46 0,56 0,51

600 0,42 0,49 0,53 0,60 0,58

900 0,45 0,52 0,57 0,63 0,62

1200 0,47 0,55 0,59 0,64 0,65

1500 0,48 0,56 0,61 0,67

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

156

Приложение 8

Коэффициенты суммарной теплоотдачи излучением

и конвекцией и удельный тепловой поток

в окружающую среду с температурой 20 °С

Коэффициент теплоотдачи α Удельный тепловой поток q

Температура

поверхности

t °С

ккал/м

ч° К Вт/(м

·град) ккал/м

ч кВт/м

25 7,6 8,82 38 0,044

30 8,3 9,64 83 0,096

40 9,1 10,55 182 0,211

50 9,6 11,35 294 0,340

60 10,4 12,10 416 0,482

70 11,0 12,75 550 0,638

80 11,5 13,35 690 0,800

90 12,1 14,00 847 0,980

100 12,6 14,60 1010 1,170

120 13,6 15,8 1360 1,580

140 14,5 16,8 1740 2,020

160 15,5 18,0 2170 2,520

180 16,6 19,25 2600 3,080

200 17,6 20,40 3170 3,680

250 20,3 23,50 4670 5,240

300 22,8 26,4 6380 7,400

350 26,7 31,00 8820 10,200

400 30,6 35,5 11650 13,500

450 34,7 40,25 14900 17,300

500 39,5 45,8 18960 22,000

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

157

Приложение 9

Рекомендуемая толщина кладки и теплоизоляции

нагревательных печей

Внутренний слой Слой теплоизоляции

Элементы

кладки

Темпера-

тура ° С

Толщина

кладки, мм

Материал

Толщи-

на, мм

Материал

Стены высотой до 1 м до 1200 120 250

более 1 м до 1200 250 250

Трепеловый

или диатоми-

товый кирпич

Своды печей

с пролетом до 1 м

до 1000 120 120÷250

до 3,5 м до 1000 130

Шамот

класса В

150÷200

Своды печей

с пролетом до 1 м

1000÷ 1200 120 120÷250

То же до 3,5 1000÷ 1200 230 150÷200

до 1 м выше 1200 230

Шамот

класса А

120÷150

до 3,5 м выше 1200 300 Динас

или ша-

мот клас-

са А

150÷200

Изоляционная

засыпка

Максимально допустимая температура кладки:

Шамотный кирпич класса А 1300÷1400 °С Красный кирпич до 780 °С

В 1200÷1250 °С Динасовый кирпич 1600÷1630 °С

Б 1250÷1300 °С Трепеловый кирпич 300÷850 °С

Приложение 10

Техническая характеристика горелок типа ГНП

Тип Производительность м

/ч Размеры

мин ном макс Л Д2 В Г Д4

ГНП – 1 1,2 3 9,8 165 90 186 240 25

ГНП – 2 2,0 5,0 16,6 180 100 256 310 32

ГНП – 3 4 9,9 32,4 220 130 256 310 46

ГНП – 4 5,9 14,4 47,4 250 150 326 380 55

ГНП – 5 10,6 26 85,7 285 170 346 400 74

ГНП – 6 16,1 39,5 130 320 200 436 500 92

ГНП – 7 24,4 59,7 196,6 360 225 536 600 118

ГНП – 8 32 78,3 257,5 405 255 536 600 130

ГНП – 9 42 102 338 445 255 536 600 145

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

158

Приложение 11

Зависимость времени нагрева от способа укладки заготовок

на поду печи (К

расп

)

Расположение заготовок τ Расположение заготовок τ

1,4

1.4

2,2

1,3

1,8

τ – относительное время нагрева

0,5 S

2 S

2 d

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

159

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ............................................................................................................................ 3

1. Общие сведения о теплообменных аппаратах....................................................... 4

1.1. Классификация теплообменных аппаратов......................................................... 4

1.2. Кожухотрубные тепломассообменные аппараты............................................... 5

1.3. Выбор скорости теплоносителей в теплообенныхм аппаратах ........................ 6

1.4. Сравнение кожухотрубных и пластинчатых теплообменных аппаратов ........ 7

1.5. Интенсификация теплообмена в трубчатых теплообменниках ........................ 9

1.6. Теплоносители...................................................................................................... 10

2. Расчет теплообменных аппаратов ........................................................................ 13

2.1. Тепловой конструктивный расчет рекуперативных теплообменников

непрерывного действия ....................................................................................... 13

2.2. Контрольные вопросы и задания........................................................................ 19

3. Регенеративные теплообменные аппараты

(конструкции и принцип работы)........................................................................... 20

4. Контактные и контактно-поверхностные водонагреватели............................ 24

5. Тепловые трубы......................................................................................................... 28

6. Совместимость материала и теплоносителя тепловой трубы......................... 32

7. Термосифоны ............................................................................................................. 33

8. Особенности теплообмена в слое ........................................................................... 36

9. Аппараты с кипящим слоем ................................................................................... 39

10. Рекуперативные аппараты периодического действия.................................... 42

11. Расчет водонагревателя-аккумулятора с паровым обогревом...................... 43

12. Расчет водонагревателя-аккумулятора с водя

ным обогревом...................... 45

13. Пример расчета водонагревателя-аккумулятора с водяным обогревом .... 47

14. Основные параметры влажного воздуха............................................................ 50

14.1. Контрольные вопросы и задания...................................................................... 54

Заврин В. Г. Тепломассообменное оборудование предприятий.

Учеб. пособие / Том. политех. ун-т. – Томск, 2004. – 163 с.

160

15. Сушильные установки........................................................................................... 55

15.1. Методы обезвоживания..................................................................................... 55

15.2. Свойства влажных материалов......................................................................... 55

15.3. Процесс сушки материалов............................................................................... 56

15.4. Динамика сушки ................................................................................................ 57

15.5. Кинетика процесса сушки................................................................................. 59

15.6. Распылительные сушилки................................................................................. 65

15.7. Методика расчета барабанной сушильной установки ................................... 70

16. Перегонные и ректификационные установки .................................................. 80

16.1. Физико-химические основы равновесия фаз (жидкость – пар) .................... 80

16.2. Смеси взаимно нерастворимых жидкостей..................................................... 80

16.3. Азеотропная смесь............................................................................................. 81

16.4. Смеси из взаимно растворимых жидкостей.................................................... 82

16.5. Реальные (неидеальные) взаимно растворимые смеси .................................. 84

16.6. Расчет ректификационной колонны непрерывного действия....................... 86

16.7. Тепловой расчет ректификационной установки............................................. 89

17. Сорбционные процессы и установки .................................................................. 90

18. Абсорбционные процессы и установки .............................................................. 91

18.1. Расчет числа теоретических тарелок в тарельчатом абсорбере .................... 92

18.2. Расчет десорбции ............................................................................................... 94

18.3. Тепловой баланс абсорбера .............................................................................. 96

19. Физическая сущность процесса адсорбции ....................................................... 97

19.1. Изотермы адсорбции. Скорость адсорбции .................................................... 98

19.2. Десорбция ........................................................................................................... 99

19.3. Эффективность адсорбции и десорбции ....................................................... 101

20. Выпарные установки............................................................................................ 102

20.1. Растворимость .................................................................................................. 103

20.2. Схемы выпарных установок ........................................................................... 104

20.3. Классификация выпарных установок ............................................................ 104

20.4. Сущность многокорпусного выпаривания.................................................... 107

20.5. Материальный баланс процесса выпаривания.............................................. 107

20.6. Тепловой баланс корпуса................................................................................ 108