Класификация на металургичните пещи
Промишлената пещ е устройство за топлинна обработка на материали. Класификация на пещите: според принципа на генериране на топлина, според технологичната цел, според конструктивните различия.
1.Класификация на пещите според принципа на генериране на топлина.
Топлината се генерира в пещ чрез преобразуване на химическа или електрическа енергия в топлина. В зависимост от източника на генериране на топлина, пещите се разделят на горивни, автогенни и електрически.Горивни пещи.
В горивните пещи източникът на топлина е химическата енергия на твърдо, течно или газообразно гориво. В резултат на изгарянето на горивото се отделя топлина. Топлоносителите са газообразни продукти от изгарянето на гориво - димни газове. Горивните металургични пещи са разделени на два класа: пламък и слой. Работното пространство на пламъчните пещи се запълва в малка степен с обработвания материал, който се намира на огнището. Основният обем на работното пространство е изпълнен с пламък и димни газове, които предават топлина на материала. Съвременните пламъчни пещи работят на газообразно или течно гориво - мазут. Горелките се използват за изгаряне на газообразни горива, а дюзите се използват за изгаряне на мазут.
Според метода на преобразуване на електрическата енергия в топлина могат да се разграничат три класа пещи, използвани в металургията: електродъгови, индукционни и съпротивителни пещи. Дъговите пещи използват принципа на преминаване на електрически ток през газова междина между два електрода. Под действието на електрическо напрежение газът между електродите се йонизира и става електропроводим. В този случай в газовата междина се появява електрическа дъга, която е ярко светеща смес от електрони, положителни йони, атоми и молекули.Дъгата е зона, в която енергията на електричеството се превръща в топлина, докато температурата на дъгата е от 3000 до 20000 K. В индукционните пещи свойството на променливия електрически ток се използва за създаване на променливо магнитно поле около проводника. Ако в такова поле се постави нагрято тяло, което е проводник, то в него ще се индуцират вихрови токове. Енергията на вихровите токове се превръща в топлина, която се отделя вътре в нагрятото тяло. Работата на така наречените съпротивителни пещи се основава на действието на закона на Джаул-Ленц, според който при протичане на ток в проводник се отделя топлина, пропорционална на неговото електрическо съпротивление. В съпротивителните пещи могат да се използват постоянен и променлив ток. В металургията електрическите пещи се използват за топене на стомана, производство на феросплави, за нагряване на метал преди обработка под налягане и за термична и термохимична обработка на метални изделия.
2. Класификация на пещите по технологично предназначение и режим на работа.
Според технологичното предназначение металургичните пещи се разделят на топилни и нагревателни. Топилните пещи се използват за получаване и претопяване на метали. В тези пещи материалите, като правило, променят своето агрегатно състояние. Топилните пещи могат да бъдат за топене на желязо, топене на стомана, топене на мед и др.
Нагревателните пещи се използват за нагряване на материали без промяна на агрегатното им състояние.
Нагревателните пещи се използват в металургията за изпичане на огнеупорни продукти, варовик, магнезит, за сушене на материали, за придаване на пластични свойства на метала преди обработка под налягане, за термична обработка на метал с цел промяна на неговата структура и механични свойства.
4.Диаметър на тръбата за пара d1/d2= 160/170 mmпокрити с изолационен слой с дебелина δ = 80 mm с коефициент на топлопроводимост в зависимост от температурата, както следва λout = 0,062 (1 + 0,363 * 10 -2 t) W / (m * deg). Определете топлинните загуби от 1 линеен метър от паропровода и температурата на вътрешната повърхност на тръбопровода, ако температурата на външната повърхност на тръбата е t2 = 250 0 C, а температурата на външната повърхност на изолацията tout = 40 0 C.
Решение:
Топлинни загуби от 1 линеен метър паропровод:
където d2 = 170 mm е диаметърът на външната повърхност на тръбата;
d3 = d2 + 2 δ = 170 + 2*80 = 330 mm е диаметърът на външната повърхност на изолацията.
Коефициент на топлопроводимост на изолацията:
λout = 0,062(1 + 0,363*10 -2 (t2 + tout)/2) = 0,062(1 + 0,363*10 -2 (250 + 40)/2) =
ql \u003d (250 - 40) * 3,14 / [1 / 2 * 0,095 * ln (0,330 / 0,170)] \u003d 189 W / m.
Тъй като топлопроводимостта е стационарна, равенството
където λst = 50 W/(m*deg) е коефициентът на топлопроводимост на стоманената стена на паропровода.
5Определете топлопроводимостта на материала на стената, ако при дебелина δ = 40 mm и температурна разлика на повърхностите ∆t = 20 0 C, плътността на топлинния поток е q = 145 W/m 2 .
Плътност на топлинния поток през стената:
q = ∆t*λ/δ, следователно коефициентът на топлопроводимост на материала на стената е равен на:
λ \u003d q * δ / ∆t \u003d 145 * 0,040 / 20 \u003d 0,29 m W / (m * deg).
2. Чечеткин А. В. 1986 "Топлотехника"
3. Термични устройства в черната металургия: Учебник за университети / Филимонов Ю.П., Старк С.Б., Морозов В.А., - М .: Металургия, 1974, 520s.
4. Ерохин В.Г. 1979 Сборник от задачи по основи на хидравликата и топлотехниката.