Объём воздуха и продуктов полного сгорания

Теоретический расход сухого кислорода:

=0,01∙[0,5( +  +3 )+∑(m+n/4)C_m  - ], м³/ м³;

=0,01∙[0,5(0+0+3·0)+((2+6/4)∙1,7+(3+8/4)∙2,8+(4+10/4)∙1,9+(1+4/4)∙80)-1,19]=1,82 м³/м³.

Теоретический расход сухого окислителя:

=100· / ,

где  – объемное содержание O₂ в окислителе, %.

Для атмосферного воздуха =21 %.

 м³/м³.

Расход сухого окислителя при :

 м³/м³.

Расход сухих трехатомных газов:

Теоретический выход азота:

где N_2ок – объемное содержание азота в окислителе, %. Для атмосферного воздуха в окислителе N_2ок=79 %.

Теоретический выход водяных паров:

где d_ок – влагосодержание окислителя, г/м³, которое для природного газа будет 0,13 г/м³.

Выход продуктов полного сгорания при :

Объемный состав продуктов полного сгорания:

Плотность продуктов сгорания при нормальных условиях:

        ρ

        ρ

       1.3. Низшая теплота сгорания

Для газообразного топлива определяется по формуле:

=126CO^P+108 +358C +590 +638 +913 +1187 +1461

+232 S^P;

=358·89,1+638·1,38+913·1,18+1187·0,99=35030,71 кДж/м³.

Температура горения топлива

Данный расчёт необходим для того, чтобы установить, обеспечивает ли данное топливо нужную температуру нагрева металла, и если не обеспечивает, то определить необходимую степень подогрева сред, участвующих в горении.

Энтальпию продуктов сгорания определим по формуле:

i_общ=i_x+Q_ф/V_Г,

где i_x – химическая энтальпия продуктов сгорания, которая рассчитывается по формуле:

i_x=( - )/V_г,

где  – недожог топлива, кДж/кг.

i_x= (35030,71-0) / 11,574=3026,67 кДж/м³.

Из приложения 4 для  изобарная теплоёмкость воздуха С_Р=1,440 кДж/ (м³·К).

Тогда:

i_в= С_Р· t = 1,440·470=676,8 кДж/м³.

Q_ф= Q_В= i_В · V_В, кДж/м³;

Q_ф = 676,8 · 10,392=7033,3 кДж/м³.

i_общ=3026,67+7033,3/11,574=869,18 кДж/м³.

Выбираем для расчета температуру продуктов сгорания от 500 °С до 2500 °С:

По полученным значениям строим график зависимости энтальпии 1 м³ продуктов сгорания от температуры (рис. 1)

Графически определяем, что i_общ  = 3318,59 кДж/м³ соответствует расчетная температура t_расч=2050 °С.

 Действительная температура горения:

= η∙ , °С,

где η – опытный пирометрический коэффициент (η = 0,75);

Рис.1. Зависимость 1 м³ продуктов сгорания от температуры

Расчёт теплоотдачи в рабочем пространстве печи

2.1. Режим нагрева заготовок

В курсовой работе расчёт нагрева заготовок проводится в предположении:

1. симметричного температурного поля в заготовке в зонах с двусторонним обогревом;

2. постоянной температуры газов в сварочной зоне.