книги / Методическое руководство по расчетам в курсовых и дипломных проектах
..pdf■ветеран |
|
|
|
|
|
|
1 |
= |
?.г : |
= |
480 кг/час |
что |
|
Хт |
0 |
|
|
не превышает максимально! производительности печи |
|||||
СТЗ |
6 .48 .4/10 |
/Анапе |
* 600 |
жг/чае |
/ . |
При расчете данного типа пече! необходимо иметь ввиду махенмахьяув аагруажу поддона, которая по каталогу состав
ляет |
140 |
жг. |
При расчета |
производительности пече! другого типа, на |
|
пример |
пахтннх или камерных, необходимо учитывать макси |
|
мальные вес вагрухаемых в печь детал е!. Одновременно при расчете производительности я мощности печи необходимо счи таться с максимальными значениями этих параметров, которые приводятся в справочниках или каталогах. При расчете де1от7 витальная производительность печи может не превнпать макси мального вначення, приведенного в каталоге, но если вес од новременно! аагрувки /садки/ детале! превымает допустимы! для данного типоравмера печи, то вес садки необходимо уменьшить до требуемого вначення н снова определить проиаводительность. Если она не превымает максимального аначения, то теперь можно определить установленнув /номинальную/ электрическую модность печи, которая также не должна превы шать номинальную модность печи, определенную по каталогу кхи справочнику.
Электрическую мощность печи, если печь не рассчитывает
ся полностью, можно определить черви |
кожнчеотво тепла, ко |
|||
торое расходуется для нагрева детале! |
sa один ч ас. |
|||
0м“ |
А |
С«р / |
" ^ м н / к к а л /ч а с . |
|
Qm480 . 0,15 |
/8 0 0 -2 0 / -5 6 1 0 0 кхая/час. |
|||
Обща! расход |
т е м а а |
учетом к .я .д . для толкательных пе |
||
ч е ! т ) - 0 , 5 |
/ |
таблице |
31, стр . 2 0 3 ,[l] или отр . 3 2 5 ,[ в ] / |
|
Электрическая мощность печи |
|
|
||
|
Руст * К Q s$Ei= 1 2 |
_ Ц 2200= 2gg квт |
||
|
|
8Ô0 |
’ |
860 |
К * |
1 ,2 -1 ,3 |
- для печей |
непрерывного действия, |
|
К * |
1 3 -1 ,5 |
- для печей, работающих по циклу нагрев - |
||
|
|
охлаждение - нагрев / вместе с печью/. |
||
Для сравнения соотношений между Руст, и размерами тол |
||||
кательных печей |
можно воспольвоваться таблицей 17 на стр. |
|||
101 [ 2 ] . |
|
|
|
|
Для сравнения подходят печи Т-140 и Т-170. |
||||
Для определения количества единиц оборудования необхо |
||||
димо определить |
аедолженность |
печи. |
||
Т = - 3 - = 7.507.500_ _ 15б2о чаС03.
А480
Для выполнения программы надо
Е = |
$д |
= |
|
2 |
74 единицы. |
|
|
5724 |
|
|
|
|
|
Действительное количество печей: Ед ■ 3 печи. |
||||||
Коэффициент |
аагрувки печей |
|
|
|
|
|
К8 |
JL в |
2.74 |
0,91 |
|
|
|
Ед |
3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
что вполне приемлемо. |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
вагруеки не должен |
быть ниже 0 ,5 |
- 0 tô, |
|||
наилучвее максимальное |
аначение |
его 0 ,9 -0 ,8 5 для |
толкатель |
|||
ных агрегатов. |
|
|
|
|
|
|
Если при расчете К0 |
получился |
блиаким к 0,8 |
или больше |
|||
0,95, то необходимо сделать перерасчет вагруаки оборудова ния. При получении винчения К0 от 0,8 до 0,95 перерасчет делать не требуется.
По условиям эксплуатации некоторые виды оборудования, например установки ТВЧ, режим работы которых часто перена лаживается, допускают ниахий коэффициент 8агруакиг,равный даже 0 ,4 -0 ,5 .
РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКА ЗАТЕЛЕЙ РАБОТ!! ОБОРУДОВАНИЯ
/ ЭЛЕКТРОПЕЧИ /
Необходимо определить:
1. Коэффициент полезного действия печи
‘П, — |
---------- . |
IOO56, где Цполезн +Q,потерь=0рбщ |
Цполезн.+ Ц потерь |
|
|
2 . Электрическую мощность расчетную и номинальную / ус |
||
тановленную/ |
|
|
Ррасч. |
ssQâ^Si. квт, |
Рном * кРрасч., где |
к = 1,2 -1 ,3 - для печей непрерывного действия,
к= 1 ,3 -1 ,5 - для печей, работающих по циклу "нагрев-охлаждение"*
3 . Удельную производительность печи |
|
||||
|
|
Г |
|
кг/м 2.ч а с , где |
|
|
Ауд. s ~ -Ц Л — |
||||
Ц д - |
|
mi |
^-обд |
|
|
вес загрузки печи /с а д к и /. Для печей непрерыв |
|||||
|
ного действия - вес деталей, одновременно нахо |
||||
|
дящихся в печи, |
к г; |
|
||
Fn - |
площадь |
пода /п олезн ая/, м2 |
; |
||
Х о д - |
общее время |
нагрева с учетом |
вцдерхки, ч ас . |
||
4 . Удельный расход |
электроэнергии |
|
|||
|
Руд. = |
9-ЧФЗ- |
к в т .- ч /к г . |
|
|
|
1 |
860 « А |
|
|
|
5 . Напряжение включения и схема соединения нагревателей |
|||||
число вон. Данные для |
сравнения приводятся в таблицах 1и 2 . |
||||
|
|
А у д |
п е ч е й в к г / м а ч а с . |
||
Т и п |
О т ж и г |
Нормали |
Закалка |
Отпуск |
|
печей |
|
зация |
|||
|
|
|
|
||
Камерные |
40-60 |
120-160 |
120-160 |
100-140 |
|
С выдвиж |
|
|
|
60-80 |
|
ным подом |
35-50 |
|
60-80 |
60-80 |
|
Толкательные |
50-70 |
150-200 |
150-200 |
150-200 |
|
Конвейерные |
- |
180-220 |
180-220 |
1ЯП-90Л |
|
Таблица k 1
Цементация
В твердом карбюриза Газовая
торе
10-12 -
10-12 -
12-20 40-50
|
|
|
Таблица Js 2 |
|
||
Тепловая характеристика |
термических |
печей |
/ к . п . д . / |
|||
|
и удельный расход электроэнергии |
|
||||
Процесс |
|
Тип п е ч и |
Расход |
|
|
|
термообработки |
ел.анер |
эЯЯЁтрй^ Лишен |
||||
|
||||||
|
|
|
гии, |
веских |
ных |
|
|
|
|
квт-ч/кг |
|
|
|
Отжиг /4 -6 ча сов/
Нормалинация и аакалка
Авотированив
Цементация в твердом карбприеаторе
Цементация га зовая
Нагрев в ваннах под вакахку и цианирование
Камерные |
0 ,45 |
Шахтные |
о;45 |
Камерные о выд |
0,36 |
вижным подом |
|
Непрерывного |
|
действия |
|
Периодического действия, ка
мерные |
0,32 |
Тоже шахтные |
0*32 |
Толкательные |
с |
поддонами |
0,35 |
Толкательные |
0,22 |
беа поддонов |
|
Конвейерные |
0*25 |
Карусельные |
0*21 |
Шахтные |
0 ,6 |
0 передвижной |
0 ,6 |
камерой |
|
Камерные |
0,9 |
Непрерывного |
|
|
д е йствия,толка |
0,7 |
|
тельные |
|
|
Период «действ, |
0,6 |
|
камерные |
|
|
Тохе шахтные |
о;в |
|
муфельные и бев- |
|
|
иуфельные |
|
|
Непрерывного |
0,4 |
|
действия |
СБЦ |
|
Барабанные |
о ;е |
|
Электродные |
с |
|
температурой : |
|
|
150-650о(Г |
|
|
650-850ОС |
|
«_ |
850-13000С |
|
|
50-70 |
10-12' |
13 |
|
55-70 |
11- |
||
45-60 |
8-12 |
|
|
60-75 |
12- |
15 |
|
65-75 |
15-20 |
|
|
65-75 |
15-22 |
|
|
45-50 |
15- |
20 |
|
70-80 |
16-25 |
|
|
70-80 |
18-25 |
|
|
70-60 |
18-25 |
|
|
40-45 |
- |
|
|
40-45 |
|
|
|
60-75 |
12-15 |
|
|
65-70 |
15-22 |
|
|
65-75 |
18-25 |
|
|
65-75 |
18-25 |
|
|
65—80 |
15-22 |
|
|
65-75 |
15-22 |
|
|
5 5 - 7 0 |
- |
|
|
35 |
55 |
|
|
25 |
- 3 5 |
|
|
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
НАГРЕВАТЕЛЕЙ ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Для расчета нагревателе! необходимо прежде всего опре делить мощность их* Мощность мохет быть определена по дан ным теплового расчета*
Р расч |
= -QLqSHL квт, |
F |
860 |
где: О.общ - ватраты тепла на нагрев недели!, тары и теп ловые потери, ккал/час;
860 - тепловой эквивалент 1 киловатта, ккал/час»
Величина электрической мощности 8&висит от количества потребляемого тепла в воне печи.
Часовой расход тепла мохет быть определен ориентировоч но для рааличных типов печей так:
1/ для камерных и шахтных печей, работающих по циклу нагрев-охлахдение •
Q обит Q пол+5тары*Ц кл^0,изя+ |
0.защ.ат. ккал/час. |
|||
где: Цпол |
расход |
тепла на нагрев деталей, ккал/час; |
||
Q. тары |
расход |
тепла на нагрев приспособлений ; |
||
0.КЛ. |
потери |
тепла черев кладку с учетом неучтен |
||
Q, И8Д |
ных потерь /коротких замыканий/, ккал/час. |
|||
потери |
тепла излучением через окна, щели, |
|||
7 Q, акк |
ккал/час. |
|
|
|
- потери |
тепла на аккумуляцию тепла кладкой |
|||
|
при нагреве ее от температуры загрувкм де |
|||
|
талей до |
заданной /например: |
||
|
от 400 |
до |
900°С / , |
ккал/час. |
0.аащ .ат. - расход тепла на нагрев контролируемых ат мосфер.
Неучтенные потери принимают не более Щ от потерь тепла черев кладку печи. Определяют ш и Йиеучт..нлиЦТкз.
Тепловые короткие еамыкания могут быть учтены расчетом / [5 ] отр. 170 / .
Q.TK3 = / t c - 1 0/ Уоб u X F к к а л /ч а с ,
где |
- |
температура горячего конца стержня при выходе |
||||
|
|
иа кладки печи, |
°С; |
|
|
|
t 0 - |
температура окружающей среды, °С; |
|
|
|||
oL |
* |
коеф. теплоотдачи |
стержня, ккал/жа *час, |
град; |
||
LL - периметр стержня, м; |
|
|
||||
X |
* коэффициент теплопроводности материала |
стержня, |
||||
|
|
кжал/м.час «град ; |
|
|
|
|
Р |
- |
площадь поперечного сечения стержня, м* |
|
|
||
Если детали |
аагружаются |
в нагретую печь, то Q.акк. не |
||||
учитывается. |
|
|
|
|
||
2 / для |
печей |
непрерывного действия /толкательных, |
кон |
|||
вейерных |
и т .д / |
отдельно рассчитывают мощности всех |
вон. |
|||
При расчете расхода тепла для воны нагрева необходимо учи тывать расход тепла на нагрев деталей и приспособлений /т а ры/, тепловые потери через кладку этой воны и потери ивдучением черв8 вагрувочное окно. Для аоны выдержки-потери че рез кладку, излучением через разгрузочное окно.
После определения размеров вон и мощностей в них, необ ходимо зоны по длине разделить на несколько участков из расчета 1-2 длины на каждую зону. Таким образом, все тепло вые soны делятся на ряд электрических зон с длиной не более
2 м.
При расчете мощностей печей сопротивления необходимо ориентироваться на параметры действующих /типажных/ электро печей. При производительности печей, близкой к максимальной, при расчете может получиться завышенная мощность воны при малой ее длине. Это обнаруживается обычно в ходе расчета нагревательных элементов, когда становится невозможным их размещение в рабочем пространстве воны вследствие большой длины проволочного или ленточного нагревателя. В этом слу чае необходимо снизить расход тепла на нагрев деталей, т .е . надо уменьшить вес деталей на приспособлении. Второй путь - это удлинение зоны при той же величине мощности ее . Длина' аоны нагрева может быть увеличена sa счет зоны выдержки, но при этом ивменится и ритм загрузки печи, /т.е. время между вагруаками печи. В результате общее время нагрева и выдержки изменяется, особенно это надо учитывать при проектировании
печей непрерывного действия для химико-термической обра - ботки /цементации, нитроцементации и т . д . / .
Допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя
[б] |
|
W =c£W ma вт/см 2; |
ot =сАзфф*сСг*сАс ■ |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
W |
|
допустимая |
удельная |
поверхностная мощность |
иде- |
|||||||
^ |
|
ального нагревателя, |
вт/см |
; определяется |
по |
|||||||
|
|
графикам |
^ ИЗд - 1 н-^ & д |
/ рис. 2 / |
|
|
|
|||||
Л Ъф<& |
коэффициент эффективности |
излучения данной |
систе- |
|||||||||
|
|
мы нагревателя. Этот коэффициент определен для |
||||||||||
|
|
каждой системы при минимальных рекомендуемых по |
||||||||||
|
|
конструктивным соображениям относительных витко- |
||||||||||
|
|
вых расстояниях т .е . при |
максимально |
плотном |
||||||||
|
|
размещении нагревателя. Принимается по таблице 3. |
||||||||||
оLr |
- коэффициент, учитывающий влияние основного гео |
|||||||||||
|
|
метрического соотношения нагревателя - относи |
||||||||||
|
|
тельного виткового расстояния. Это коэффициент |
||||||||||
|
|
шага, |
учитывающий |
зависимость W ot n/cLJrt/6>t/d . |
||||||||
оL |
- |
коэффициент, учитывающий зависимость |
W |
от |
при |
|||||||
|
|
веденного |
коэффициента |
излучения С $: при |
|
|||||||
|
|
С = |
3 |
84 /5 = 0 ,8 /: |
odc = l , |
Находится |
по |
таб |
||||
|
|
лице |
4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
3 . |
|
|
|
|
Значения |
коэффициента |
об эфф. |
|
|
|
|||||
Система |
|
Проволоч |
Ленточный Ленточный |
Проволоч |
||||||||
|
ный |
|
8ИГ88Г |
8ИГ88Г В |
ная |
спи |
||||||
нагревателя |
|
зигзаг |
|
выемных |
раль |
на |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рамках |
трубке иля |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полочке |
|
сСефф |
|
|
0,68 |
|
0 ,4 |
|
0,34 |
|
0,32 |
|||
Минимальные от |
Ь < 7 5 |
|
|
|
\ - о , й |
|
- = |
2 |
||||
носительные |
|
Н |
6 |
|
||||||||
вмтковые рас |
|
|
|
|
|
d |
* |
|||||
стояния.
c l- |
диаметр |
проволоки, мм; |
fe- |
мирина |
ленты, мм; |
t - |
шаг, мм; |
|
h - расстояние между ветвями /в а в о р /, мм.
Рис. 1. Основные равмеры нагревателе!.
Значения коэффициент шага о£[-определяются по графикам рис. 3,4,5.
Таблица 4 .
Значения коэффициентов £ и С при нагреве некоторых ме таллов /сталей/ в электропечах с нагревателями, имевцими £ =* 0,8, и соответствуищне им значения обс .
Окислен. |
Окислен. |
Окислен. |
Окислен. Сталь |
Медь или |
сталь |
медь |
латунь |
алвмин. неокисл. латунь |
|
|
|
|
|
неокисл. |
£ 0,8 0,7
С 3,84 |
3,44 |
1 0,91
0 ,6
CQ 0,81
0 ,3 |
0,45 |
0 ,3 |
1,61 |
2,34 |
1,61 |
0,46 |
0,64 |
0,46 |
Пример 2 .
В электропечи с ващитной атмосферой нагреваются сталь
ные детали. |
Нагреватели |
зигзагообразные проволочные с отно |
|
шением h /ct |
- 1,75 . Определить об |
||
сС*оСЭ)рф-оСг |
- |
0,68 * 1,02 • 0,64 - 0,444 . |
|
Пример 3 . |
|
|
|
Толкательная электропечь трехэонная. Нагреватель -про волочный аигеаг. tl/c L * 2 .
к!т
Т Б
170
150■
130
110
90
70
50
30
10