Проектировка циркуляционной печи

 

4.2 МОЩНОСТЬ, ПРИХОДЯЩАЯСЯ НА ОДИН ВЕНТИЛЯТОР

Полученная мощность делится пополам, так как в печи данной конструкции  имеется 1 вентилятор. В каждой группе так же размещается по 2 калорифера, последовательно продуваемых воздухом.

Питание каждого калорифера трехфазное. Тогда мощность одной фазы:

Параллельные ветви по 1.75кВт. это  мощность одного нагревательного элемента, из которых собирается конструкция  калорифера. Нагревательный элемент – спираль диаметром от 30 до 50 мм из проволоки не тоньше 2,5 – 3 мм. Материал – нихром или фехраль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 РАСЧЕТ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Выбирается напряжение 380/220 В. Материал нагревателя фехраль марки ЭИ-60. . Рабочая температура нагревателя 250 .

Скорость движения воздуха в  калорифере определяется из условия  постоянства расхода.

Расход через садку: V=WF, где F – живое сечение для прохода воздуха через садку.

F=1,368-0,645-0,0125=0,71

V=

Живое сечение калорифера на 20% занято расположенными в нем спиралями.

Тогда

Скорость движения воздуха в  калорифере:

Выбираем диаметр проволоки 10мм. По графиком из источника /1/ определяем теплоемкость конвекцией:

Излучение с 1 см спирали вычисляем, приняв степень черноты

Суммарный теплоотвод с поверхности  нагревателя:

Длина проволоки нагревателя:

Шаг спирали выбирается 5мм, диаметр  спирали 30мм.

Тогда полученное число витков:

Длина спирали элемента:

Спираль с запасом монтируется  в пространстве калорифера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ  РАССЧЕТ ПЕЧИ.

Аэродинамический расчет проводится с целью определения расхода воздуха по тракту циркуляции и для нахождения сопротивлений движению воздуха. Эти данные требуются для подбора вентилятора.

 

5.1ПОТЕРИ  НА ТРЕНИЕ.

Потери энергии потока вычисляются  пропорционально  “динамическому” напору, то есть величине . Здесь - плотность воздуха при температуре потока /1/.

W- скорость в том или ином сечении контура циркуляции.

Падение давления воздуха вследствие трения определяется по формуле Вейсбаха:

 где l- длина участка контура циркуляции;

- эквивалентный диаметр поперечного  сечения участка;

- коэффициент сопротивления  трения. Эта величина определяется  режимом течения воздуха в  данном контуре циркуляции или  величиной критерия  Рейнольдса: , где - кинематический коэффициент вязкости воздуха.

Значение  для значений Re порядка определяется формулой Некарудзе: .

Полученные из расчетов данные для  каждого канала сводятся к таблицу 5.1.

СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ТРННИЕ.                        Таблица5.1

№ канала	W, м/с	F,	, м	l, м	,Н	Re		Па
1	15,9	0,45	0,57	1,21	103	1,63	0,0112	2,4
2	10	0,71	0,9	1,14	40,75	1,42	0,0117	0,6
3	7,9	0,89	1,13	1,2	25,43	1,46	0,0016	0,65
4	20	0,355	0,54	1,14	163	1,59	0,0113	4,7

Сумма ,Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2. МЕСТНЫЕ  ПОТЕРИ.

Под термином “местные потери” понимают потери энергии в тех местах, где поток воздуха внезапно сужается , расширяется или совершает поворот. В данной печи таких мест достаточно много. Эти потери так же необходимо высчитывать исходя из значения “динамического” напора, умножая его на коэффициент местного сопротивления .

 Таким образом:  .

Коэффициент местного сопротивления определяется по таблицам из /5/. Для примера можно привести местное сопротивление в виде поворота на при переходе канала 1 в канал 2.

Тогда .

Получаем  .

Аналогичным образом вычисляются  местные потери в других местах.

Результаты вычислений сводятся в  таблицу 5.2.

МЕСТНЫЕ ПОТЕРИ.                                Таблица 5.2.

№ каналов	Тип местного сопротивления	W, м/с			Примечания
1-2	Поворот	15,9	0,46	39,5	-
2-2	Внезапное сужение	7,1	0,15	2,6	Перед садкой
2-2	Внезапное расширение	10	0,04	13,6	За садкой
2-3	Поворот	7,1	0,53	9,1	-
3-4	Поворот	7,9	0,46	9,8	-
4-4	Диафрагмы в потоке	20	0,19	25,8	В калорифере
4-1	поворот	16	0,46	40,0	-

Сумма ,Па.

Суммарные потери складываются из потерь на трение и “местных” потерь.

Вентилятор выбирается исходя из характеристик  вентиляторов /5/. При данных условиях целесообразно применять центробежный вентилятор типа ВРС №8 с диаметром  рабочего колеса 750 мм. Для производительности   и необходимого напора Н>390,6Па  получаем:

 n = 750 об/мин, ,

Привод двигателя осуществляется от асинхронного электродвигателя мощностью 28 кВт типа А – 81 – 6  при 975 об/мин  через клиноременную передачу.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В курсовой работе была спроектирована циркуляционная печь старения алюминиевых  сплавов, определены ее габариты и основные технические характеристики. В расчетах была определена температура печи, этапы нагрева, произведен расчет теплового  баланса, расчет КПД печи, который  равен 0,80. Также найдена мощность печи. В заключении был приведен аэродинамический расчет, в результате которого определили тип вентилятора, нагнетающего горячий воздух в рабочее пространство печи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Свенчанский А.Д. “Электрические промышленные печи”
2. Колачев Б.А. “Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов” , М.Металлургия, 1981.
3. Лахтин Ю.М. “Металловедение и термическая обработка металлов” М.Металлургия, 1975.
4. Кутателадзе С.С. “Теплопередача и гидродинамическое сопротивление” (пособие).
5. Рысин С.А. “Справочник по вентиляторам” М.Стройиздат, 1995.