Визначити приведену ступінь чорноти системи піч-заготовка:

,

де _м=0,8;

_печ=0,75.

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в початковий період нагрівання:

Вт/м²К

де

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в кінці нагрівання:

Вт/м²К

Середній коефіцієнт тепловіддачі за період нагрівання:

Вт/м²К

Розрахункова товщина тіла, що нагрівається:

м

Критерій Біо:

,

де

отже, заготовка, що нагрівається, являє собою масивне тіло.

Відносна надлишкова температура для поверхні заготовки:

Число F₀ визначаємо за малюнком 22 |1|. F₀=0,06

Відносна надлишкова температура для центра заготовки визначається за малюнком 24 |1|.

Температура центра заготовки в кінці періоду:

⁰С

Коефіцієнт температуропроводності заготовки:

Час нагрівання поверхні тіла до :

Розрахунок третього періоду

Визначити приведену ступінь чорноти системи піч-заготовка:

,

де _м=0,8;

_печ=0,75.

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в початковий період нагрівання:

Вт/м²К

де

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням в кінці нагрівання:

Вт/м²К

Середній коефіцієнт тепловіддачі за період нагрівання:

Вт/м²К

Розрахункова товщина тіла, що нагрівається:

м

Критерій Біо:

,

де

отже, заготовка, що нагрівається, являє собою масивне тіло.

Відносна надлишкова температура для поверхні заготовки:

Число F₀ визначаємо за малюнком 22 |1|. F₀=0,1

Відносна надлишкова температура для центра заготовки визначається за малюнком 24 |1|.

Температура центра заготовки в кінці періоду:

⁰С

Коефіцієнт температуропроводності заготовки:

Час нагрівання поверхні тіла до :

Загальний час нагрівання поверхні заготовки:

Після проведення розрахунків зробити висновок.

Розрахункова робота № 8

Тема: Розрахунок рекуператора.

Мета : Навчитися розраховувати голковий рекуператор.

Теоретична частина

Рекуператор є теплообмінним апаратом, що працює в умовах стаціонарного теплового стану, коли тепло постійно передасться від остигаючих димових газів до повітря (газу}, що нагрівається, через розділяючу стінку.

Повна кількість тепла, переданого в рекуператорі за одиницю часу, визначають рівнянням:

,

Теплопередача в рекуператорах включає три основні ступені передачі тепла:

а) від димових газів .до стінок рекуперативних елементів;

б) через розділяючи стінку;

в) від стінки до повітря, що нагрівається, або газу.

На димовій стороні рекуператора тепло від димових газів до стінки переда­ється не тільки конвекцією, але і випромінюванням.

Передача тепла через розділяючу стінку залежить від теплового опору стінки і стану її поверхні.

На повітряній стороні рекуператора при нагріві повітря тепло від стінки до повітря передається тільки конвекцією, при нагріві газу конвекцією і випромінюванням.

В рекуператорах рух газоподібного середовища може бути проти точним, перехресним і прямоточним.

Ефективну протиточну схему використовують в керамічних рекуператорах і в металевих рекуператорах при відносно невисоких температурах димових газів, що відходять Прямоточну схему застосовують для металевих рекуператорів втому випадку, якщо температура димових газів настільки велика, що виникає небезпека відносно стійкості матеріалу рекуператора.

Виходячи з реальних можливостей конструкцій, до рекуператорів пред’являють наступні вимоги: .... ..

а) забезпечення максимального ступеня утилізації тепла димових газів;

б) достатня стійкість проти дії димових газів з високою температурою;

в) максимальна компактність конструкції, тобто висока питома поверхня на­гріву на 1 м^З рекуперативної насадки;

г) найвищий сумарний коефіцієнт теплопередачі К, що також сприяє досяг­ненню компактності рекуператора;

д) найменший гідравлічний опір рекуператора;

є) достатня герметичність.

Рекуператори виготовляють з металу і керамічних матеріалів.

Переваги металевих рекуператорів в порівнянні з керамічними наступні: а) виший коефіцієнт теплопередачі і велика питома поверхня нагріву (м²/м³}; це забезпечує кращу компактність металевих рекуператорів і, отже, менший об’єм при однаковій загальній поверхні нагріву;

б) відсутність глибоких підземних боровів, можна розміщувати рекуператори над печами;

в) покращена герметичність.

Зварні металеві рекуператори можна застосовувати для підігріву газу. Недоліком металевих рекуператорів є їх мала стійкість проти дії високих температур.

Керамічні рекуператори громіздкіші, характеризуються меншим коефіцієнтом теплопередачі і меншою питомою поверхнею нагріву. Вони мало герметичні, абсо­лютно непридатні для підігріву газу. Розміщують керамічні рекуператори тільки під печами, вони займають багато місця і вимагають значних підземних боровів.