Методичка по спецдисциплине на казахском языке "Металлургиялық жылу техникасы"

Тәжірбиелік жұмыс №1

Тақырыбы: Жеке отын түрлеріне сипаттама.

Практикалық бөлік:

1 тапсырма — кестені толтыр

Қатты отынның атауы	Отынның теплотехникалық сипаттамасы	Қолданылуы
Торф
Қоңыр көмір
Тасты көмір
Антрацитті және жарты-антроцитті
Жанғыш сланец

2 тапсырма – сұпақтарға жауап бер:

1)    Сұйық отынның қатты отынға қарағанда артықшылығы неде?

2)    Мұнайлы қыздырған кезде қандай фракция пайда болады?

3)    Мазуттың қандай физика-химиялық қасиеттері бар?

4)    Бу күйіндегі отынның классификациясы қандай?

5)    Бу күйіндегі отын қатты отынға қарағанда артықшылығы неде?

6)    Табиғи газ қандай компонеттерден тұрады?

3 тапсырма – Қ.Р. картасын қолдана отырып,  аз дегенде үш маңызды газ, сұйық, қатты күйдегі отындардың шыққан орындарын жазыңыз.

Практикалық жұмыс №2

Тақырыбы: Көмір құрамындағы отынын жұмыс есептеу.

 Теориялық бөлім:

Қатты отын үш бөліктен тұрады:

Физикалық ылғалдылық — W

Жанбайтын қалдық — күл А

         Кез келген қатты отынның органикалық құрам бөлікиерінің компонеттері: көміртек-К; сутек-Н; оттек-О; азот-N; күкірт-S тұрады.

         Отынның жану есебі:

-         отын құрамының есебі;

-         жану кезіндегі ауаның қажеттілігінің есебі.

1)    Күлдің жұмыс отынына есебі

                        А^Р = A^C ∙ 100 - W^P ̸  100;                                                  (1.1)

мұндағы: А^Р –  жанбайтын қалдық – күл – жұмыс отыны %

                A^C – күлді отынның құрғақ отынға есептеуі %

                W^P – жұмыс отынның ылғалдылығы.

2)    Көміртектің құрамының есептелуі

                          С^Р = С^Г ∙ 100 - W^P- А^Р/ 100;                                     (1.2)

мұндағы: С^Р – органикалық бөліктегі көміртек құрамының жұмыс отыны

                С^Г – көміртек құрамының жанғыш отын массасында.

3)    Сутек құрамының есебі

                         Н^Р = Н^Г ∙ 100 - W^P- А^Р/ 100;                                     (1.3)

мұндағы: Н^Р – органикалық бөліктегі сутек құрамының жұмыс отыны

                Н^Г – сутек құрамының отын жанғыш массасы.

4)    Күкірт құрамының есебі

                          S^Р = S^Г ∙ 100 - W^P- А^Р/ 100;                                     (1.4)

мұндағы: S^Р – органикалық бөліктегі күкірт құрамының жұмыс отыны

                S^Г – күкірт құрамының отын жанғыш массасы.

5)    Оттегі құрамының есебі

                           О^Р = О^Г ∙ 100 - W^P- А^Р/ 100;                                   (1.5)

мұндағы: О^Р – органикалық бөліктегі күкірт құрамының жұмыс отыны

                О^Г – күкірт құрамының отын жанғыш массасы.

6)    Азот құрамының есебі

                          N^Р = N^Г ∙ 100 - W^P- А^Р/ 100;                                    (1.6)

мұндағы: N^Р – органикалық бөліктегі күкірт құрамының жұмыс отыны

                N^Г– күкірт құрамының отын жанғыш массасы.

Жұмыс массасына отынның құрамы: W^P=…%; A^P=…%; C^P=…%; H^P=…%; S^P=…%; O^P=…%; N^P=… Нәтижесі:..%.

         Жұмыс массысына қалпына келтірушінің құрамы: W^P=5,0%; A^P=4,0%; C^P=84,0%; H^P=3,0%; S^P=1,0%; O^P=2,0%; N^P=1,0% Нәтижесі: 100%.

Практикалық бөлімі:

Нұсқа	Отынның құрамы, %
	A	C	H	S	O	N	W
1	5,0	77	5,3	0,3	14,2	0,3	14,0
2	5,8	78	6,1	0,4	14,4	0,4	15,0
3	5,9	79	5,2	0,3	14,6	0,5	14,0
4	5,2	80	6,6	0,4	14,8	0,3	13,0
5	6,0	81	5,5	0,3	15,0	0,4	14,0
6	6,1	82	5,2	0,4	15,2	0,5	15,0
7	6,5	81,1	5,0	0,3	15,4	0,3	14,0
8	6,3	75	5,8	0,4	15,6	0,4	13,0
9	6,6	76	6,0	0,3	14,1	0,5	14,0
10	4,4	75,5	6,2	0,4	14,3	0,3	13,0
11	4,7	81,5	852	0,3	15,3	0,4	14,0
12	4,9	76	5,9	0,4	15,0	0,5	15,0

№ 3 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Ауаның отынды және қышқылды қалпына келтіргішті жағуға кеткен шығын есебі.

Тапсырма:

№ 2 ТЖ деректерін қолдана отырып, есептеулер жүргізу.

3.1 Ауаның отынды жағуға және қалпына келтіргішті тотықтыруға кеткен шығысын есептеу.

а) Оттегінің 21% көлемді құрамы және қалыпты жағдайларда (0⁰С, сынап бағаны 760 мм) 1,293 кг/нм³ тең үлес салмағы бар құрғақ ауа үшін көмірдің 1 кг жағу үшін қажетті ауаның теориялық көлемі:

                L₀^ауа=  C^P + S^P + 8H^P - O^P),  нм³/кг                       (1.7)

      б) 1 кг қалпына келтіргішті тотықтыру үшін қажетті ауаның теориялық көлемі:

             L₀^{қалп.келт}=  C^P + S^P + 8H^P - O^P),  нм³/кг                  (1.8)

      Жентектің 1 тоннасына көмірді жағу және қалпына келтіргішті тотықтыру үшін есептелген ауаның теориялық көлемі:

L0= L₀^ауа ·170+L₀^{қалп. келт.}·40, нм³/т

Отынның толық жануы тек артық ауада мүмкін. Артық ауа отынның түрі және жағу камерасының сипаттамасымен қамтамасыз етіледі және L ауаның жұмыс шығысының L₀ қажетті теориялыққа тең қатынасы а артық ауаның коэффициентімен анықталады:

                         а =  L / L₀                                                                                       (1.9)

Көмір үшін артық ауаның коэффициенті құрайды а= 1,1–1,2. Есептеуді артық ауамен диапазонға жүргіземіз а₁ = 1,2; а₂ = 1,1;

                                  L_{а1 =} а₁· L₀                                                                                   (1.10)

Ауаның жұмыс шығысын қабылдаймыз _– а₁ = 1,2;

Артық ауа:

                                       ∆ L₁= L а₁- L_0, нм³/т жентектеу                           (1.11)

3.2 Жану өнімдерінің құрамы.

Көмірдің 1 кг жану өнімдері:

           V₀CO₂ = 0,01·1,87·C^p, нм³/кг                                                                  (1.12)

          V₀SO₂ = 0,01·0,7·S^p, нм³/кг                                                                        (1.13)

          V₀H₂O = 0,111·H^p + 0,0124·W^p, нм³/кг                                                  (1.14)

         V₀^көмірN₂ = 0,8 · N^p / 100 , нм³/кг                                                            (1.15)

          V₀N₂ = 0,79·L₀^ауа + V₀^көмірN_2, нм³/кг                                                        (1.16)

      3.3 Жентектің 1 т есебінен көмірдің жану өнімдері. Жентектеу пешінде отынның жану есебін таңдау және сұлбаның күрделілігі қалпына келтіргіш жентектеу технологиясын қолдануға негізделген, онда жентектің 1 тоннасына шихтадағы қалпына келтіргіштің 40 кг беріледі және факелде көмірдің 170 кг жанады.

                                   V₀CO₂ = V₀CO₂·170_, нм³/т жентек                              (1.17)

мұндағы V₀CO₂ – көмірдің 1 кг жанған кезде пайда болатын CO₂ саны, П.3.2.    

                                  V₀SO₂ = V₀SO₂ · 170_, нм³/т жентек                             (1.18)

мұндағы V₀SO₂ - көмірдің 1 кг жанған кезде пайда болатын SO₂ саны, П.3.2.    

                         V₀H₂O = V₀H₂O · 170_, нм³/т жентек                            (1.19)

мұндағы V₀H₂O - көмірдің 1 кг жанған кезде пайда болатын H₂O саны, П.3.2.    

                       V₀^көмір N₂= V₀^көмірN₂ · 170_, нм³/т жентек                             (1.20)

мұндағы V₀^көмір N₂ - көмірдің 1 кг жанған кезде пайда болатын N₂ саны, П.3.2.    

           V_{0 1}O₂ = 0,21· Lа1 - 0,21·L₀^ауа ·170_, нм³/т жентек                      (1.21)

                V_{0 1} N₂  = 0,79·Lа1 + V₀^көмірN_2, нм³/т жентек                         (1.22)

Алынған нәтижелерді 1-кестеге жинақтаймыз.

     1-кесте – α = 1,20 кездегі көмірдің жану өнімдерінің құрамы

Құрауыш	Газдың көлемі жентектің 1 т нм3	Көлемі бойынша %
CO2
SO2
H2O
O2
N2
Барлығы:

α ₂ = 1,1 кездегі ауаның шығысы;

                                         L α ₂   = α ₂·L_0, нм³/т жентек                                        (1.23)           Артық ауа:

                                       ∆ L2 = L α ₂ - L_0, нм³/т жентек                                   (1.24)

                     V_{0 2}O₂ = 0,21·L α ₂ - 0,21·L₀^ауа ·170_, нм³/т жентек                       (1.25)

                         V_{0 2} N₂  = 0,79·L α ₂ +V₀^көмірN_2, нм³/т жентек                            (1.26)

2-кесте – α = 1,1 кездегі көмірдің жану өнімдерінің құрамы

Құрауыш	Газдың көлемі жентектің 1 т нм3	Көлемі бойынша %
CO2	Т.1
SO2	Т.1
H2O	Т.1
O2
N2
Барлығы:

Практикалық жұмыс №4

Тақырыбы: Көмірді жағу және тотығу өнімдерінің құрамы.

Тапсырма: № 3 ТЖ берілгендерін қолдана отырып есептеуді жүргізіңіздер.

3.4 Қалпына агентінің 1 кг төмендету агент тотығу өнімдерінің құрамы:

                                         =00,11,87,/т  жентектеу                     (1.27)

                                          =0.010.7,/т  жентектеу                      (1.28)

                                            =0.111,/т  жентектеу                       (1.29)

                                             =0.8 ,/т жентектеу                      (1.30)

1 тонна күйе жентектеу үшін, 40 кг қалпына келтіргіш шығындалады                                     

=/т жентектеу

=40,/т жентектеу

O=O/т жентектеу

=/т жентектеу

Оттегі және азоттың құрамы:

                                                =0.21/т  жентектеу                        (1.31)  

                       =0.79L+/т жентектеу               (1.32)

3-кесте.  болғанда 1 т көмірді  жағу  және  тотығу  өнімдерінің  құрамы

Компоненттер	1 т жентектеу үшін газ көлемі,			%
	Көмір	Қалыптастырушы	барлығы
	T.1	П.3.4
	T.1	П.3.4
O	T.1	П.3.4
Барлығы:

1 т жентектеу үшін көмірді  жағу  және  тотығу  өнімдерінің есептеу,

Оттегі мен азоттың құрамы:

=0.21/т  жентектеу

=0.79L+/т жентектеу

4-кесте.  болғанда 1 т көмірді  жағу  және  тотығу  өнімдерінің  құрамы

Компоненттер	1 т жентектеу үшін газ көлемі,			%
	Көмір	Қалыптастырушы	барлығы
	T.1	Т.3
	T.1	Т.3
O	T.1	Т.3
Барлығы:

Практикалық жұмыс №5

  Тақырыбы: Пештің негізгі өлшнмдерін есептеу.

  Тапсырма: Сіздің жұмысыңызға сәйкес пештің негізгі өлшемдерін есептеңіз.

Нұсқа	Болат балқытатын доға пештің сыйымдылығы G, т	Ошақ қалыңдығы δп, мм	Ошақ теңестіру       қабаттарының   қалыңдығы, мм			Баурай деңгейінде қабырғаны қаптаудың қалыңдығы δот, мм		Қабырғаның жоғары жағының магнезит қаптаудың қалыңдығы δот, мм	Хромомсазды кірпішті қойманың қалыңдығы δсв, мм	Сыртқы беттің температурасы
			X	Y	Z	X1	Y1			Қабырғаның жоғары жағы Т1, °С	Қабырғаның төменгі жағы Т2, °С
1	75	690	150	450	300	375	30	290	415	300	250
2	60	580	145	430	280	370	25	280	405	290	235
3	110	920	190	490	330	450	20	305	465	355	295
4	120	940	195	500	335	455	25	310	470	360	290
5	35	410	120	390	240	305	15	240	380	265	210
6	40	430	125	400	245	310	15	255	385	270	215
7	90	850	185	470	310	410	10	300	455	340	290
8	135	950	200	510	340	460	25	315	460	370	305
9	145	990	210	520	345	475	30	320	470	380	310
10	85	710	155	465	315	415	10	305	425	340	280
11	170	1060	230	560	380	480	35	360	490	405	365
12	195	1090	245	575	390	485	45	375	500	415	375

  Бастапқы деректер:

- доғалы болат балқытатын пештің сыйымдылығы (G) – 100т (немесе 100000 кг);

- баурай деңгейі бойынша қабырғаның қалыңдығы δ_от: X₁=450 мм;  Y₁=20 мм;

- хромомсазды кірпіш қоймасының қалыңдығы δ_св=450 мм.

1) Болат балқытатын доғалы пештегі сұйық металлдың көлемі, м³;

                                      V=v∙G

Мұндағы, v – сұйық болаттың меншікті көлемі, v=0.145м³/т; G – пештің көлемі, 100 т.

V=0.145м³/т∙100т=14,5м³

2) Металл айнасының диаметрі, мм:

D=2000 ∙ C ∙ ³√V

С коэффиценті тұрған жерге төменде келтірілген кестеден, мәніндеріне келтіре D/H=5,0 (G ≥ 100т кезінде); D/H=4,5 (G < 100т);

D/H… 4.0           4.5          5.0             5.5           6.0             6.5           7.0

C…   1043        1064       1085          1106        1127          1149        1165

                  D=2000 ∙ 1085³√14.5=2000 ∙ 1085 ∙ 2.43=5273мм

3) Сұйық металл ваннасының тереңдігі, мм:

                                   H=D/C                            H=5273/1085=4860мм

4) Шлактың есептелген көлемі, м³:

           V_m=0.1 ∙ V                          V_m=0.1 ∙ 14.5=1.45м³

5) Шлак қабатының биіктігі, мм:

H_ш=4*V_m/π*D²

D – металл айнасының диаметрі, 5273мм-ге тең. Есептеуге ыңғайлы болу үшін 5,273м түрінде аламыз.

                        H_ш=4*1.45м³/3,14*5,273²=5.8/87.31=0.066мм

7)    Шлак айнасының диаметрі, мм:

            D_ш=D+2H_ш                      D_ш=5273+2*0,066=5273,132мм

8)    Жұмыс үстелінің шекті деңгейі шлакт айнасының деңгейінен 40мм  жоғары орналасуы керек, ал баурайдың деңгейі жұмыс терезесінің деңгейінен 65мм. Онда баурай деңгейіндегі ваннаның диаметрі тең, мм:

                                      D_от=D_ш+2(Н_ш+40+65)

                          D_от=5273,132+2(0,066+40+65)=5483,326мм

9)    Қабырға деңгейіндегі ваннаның диаметрі тең, мм:

D_СТ=D_от+200                  D_от=5483,264мм

10)           Балқытатын кеңістіктің биіктігі Н_пл пештің сыйымдылығына байланысты, мм:

G,т                        12-60                     61-100

Н_пл/D_от                 0,4-0,45                 0,34-0,38

Н_пл=0.38 ∙ D_от=0.38 ∙ 5483.326=2084мм

10) Ошақты қаптау δ_п, мм қалыңдыққа ие, отқа төзімді магнезитпен қапталған, қалыңдығы х мм, отқат төзімді магнезитті кірпішпен қалыңдығы y мм және жеңіл тартатын шамотпен қалыңдығы z мм. Ошақтың деңгейінде қаптау (δ_от)  қалыңдығы x₁ мм,  магнезит кірпішінен тұрады, қаланған және қапталған жерлерді тазалаудағы ені y₁, магнезитпен толтырылған.

11) Қаптаманың жоғарғы диаметрі, мм:  D_к= D_ст+2*δ_от

                                        δ_от =450+20=470мм

                                  D_K=5683.264+2*470=6623мм

12) Қабырғаның жоғары жағындағы магнезитті қаптаудың қалыңдығын тең етіп аламыз δ_от.  Қойманы хроммагнезитті қабырғадан жасайды δ_св. Пештің көрсеткіш жинағының өтуі 15% крсеткішке тең болып табылады, мм:

                                          Н_св=0,15*(D_K-δ_св)

                                   Н_св=0,15*(6623-450)=926мм

13) Жұмыс терезесінің өлшемі, мм:

 а) ені b=0.25 ∙ D_от=0.25 ∙ 5483.326=1371мм

 б) ұзындығы h=0.65 ∙ b=0.65 ∙ 1371=891мм

Практикалық жұмыс №6

Тақырыбы: Жылу келу бабын есептеу.

Тапсырма: Есептеуге сәйкес сіздің жылу келу бабын есептеңіз:

Жылудың келуі

1)    шихтадан келетін жылу ,кДж:

Q_д  = G ∙ d _ш ∙ c _ш  ∙ t _ш

Мұнда, G – электр доғалық пештің сыйымдылығы,кг;

d _ш  – металл үлесі (d _ш  = 0,97 – 0,99) ;

c _ш – шихтаның жылу сыйымдылығы (c _ш = 0,469 кДж/(кгК));

t _ш – шихтаның температурасы (t _ш  = 20^оС).

                             Q_д =1000000,98 ∙ 0,469 ∙ 20 = 919240кДж=0,919224 ГДж

2)    электр доғасы арқылы берілетін жылу, ГДж:

Q_д = η_эл ∙ W_эл ∙ 10 ^-6,

Мұнда, η_эл  – элктрлік к.п.д 0,87-0,92;

W_эл – пеште қолданылатын элетроэнергиясы, кДж.

3)    экзотермиялық реакциясының жылуы, МДж:

С                              100000 ∙ 0,074 = 7400

С                               100000 ∙ 0,053 = 5300

Si                            100000 ∙ 0,092 = 9200

Mn                         100000 ∙ 0,0249 = 2490

Fe                         100000 ∙ 0,0098 = 980

Fe                            100000 ∙ 0,0248= 2480

Fe  (түтінде)     100000 ∙ 0,2211 = 22110

Барлығы:            Q_экз = 49960 МДж=49,960 ГДж

4)    шлактанудағы жылу: , МДж; Q_шл =G  0.01474

Q_шлак-у =100000 ∙ 0,01474 = 1,474ГДж

Практикалық жұмыс №7-8

Тақырып: Жылу шығынын есептеу.

Тапсырма: Тапсырмаңызға сәйкес жылу шығынын есептеңіз:

1)    болаттың физикалық жылуы, кДж:

Q_бт = d _бт  ∙ G ∙ [c_бт^қт ∙ t_{бт.балқу т} + L_бт + c_бт^сұйық (t_бт - t_{бт.балқу т})]

мұндағы, d _бт – болаттың шығуы (d _бт  = 0.91 – 0.97);

c_бт^қт – температура аралығында қатты болаттың меншікті

жылксыйымдылығы 0 – 1500°С(c_бт^қт = 0,7 кДж/(кг∙К));

c_бт^сұйық – температура аралығындағы сұйық болаттың меншікті

жылусыйымдылығы 1500 – 1600°С (с_ст^ж=0.837кДж/(кг∙К));

(t_бт - t_{бт.балқу т}) – болатты балқытудың температура аралығы (1600 – 1500°С);

L_бт  – болат балқытудың жасырын жылуы (L_бт  = 272,16 кДж/кг)

    Q_бт = 0.95∙100000∙(0,7∙1500+272,16+0,837∙100)=133556700 кДж=133,5567ГДж

2)    қожбен жоғалатын болаттың физикалық жылуы, кДж:

            Q_бт.қ = d_қ G  [c_бт^қт t_{бт.балқу т} + L_бт + c_бт^сұйық (t_бт - t_{бт.балқу т})]

мұндағы, d_қ –  қождың үлесі (d_қ = 0,005 - 0,008)

 Q_бт.қ=0.007100000(0.71500+272.16+0.837100)=984102 кДж=0,984102 ГДж

3)    Қождың физикалық жылуы,кДж:

Q_қ = d_қ G  (c_қ t_қ + L_қ)

мұндағы, c_қ – 1700°С температурадағы қождың меншікті

жылусыйымдылығы (c_қ = 1,25кДж/(кг*К));

L_қ – қожды балқытудағы жасырын жылу (L_қ = 209,35кДж/кг).

t_қ  – қождың температурасы (1700°С)

      Q_қ = 0.007100000 = (1.251700 + 209.35)=163404 кДж=1,634045 ГДж

4)    газтәріздес өнімдер алыпкететін t_ух=1500°С,Дж температуралы

реакцияның жылуы:

                                  Q_ух =295*G

                        Q_ух =295 100000 = 29500000 Дж=0,0295 ГДж

5)    Fe₂O₃ бөлшектерімен ұшатын жылу, кДж:

                                Q_Fe2O3=d_Fe2O3 G  (c_Fe2O3 t_yx + L_Fe2O3)

мұндағы, c_Fe2O3 – Fe₂O₃-тің 1500°С температурасындағы меншікті жылусыйымдылық (c_Fe2O3 = 1.23кДж/(кг*К));

L_Fe2O3 – балқытудың жасырын температурасы Fe₂O₃-ті

 (L_шл = 209,34кДж/кг) 

d_Fe2O3 – түтінмен шығатын Fe₂O₃-тің бөлігі (d_Fe2O3=0.04-0.05)

 Q_Fe2O3 = 0.05 100000  (1.23 1500 + 209.34)=10271700 кДж = 10,2717 ГДж

6)    Цехта 30°С-қа тең температураны (Т_ос) қабылдағанда, 100000кг (100т),

сыйымдылыққа арналған пеш қабырғалары арқылы жылудың ақауы, ГДж-ге тең:

                                         Q_1жылу = 4.896 ГДж

7) 100000кг (100т) сыйымдылыққа арналған пеш арқылы жылуды беру ақауы, ГДж:

                                           Q_2жылу = 4,293 ГДж

8) 100000кг(100т) сыйымдылыққа арналған пештің ошағынан шығынға кеткен жылу ақаууы, ГДж:

                                        Q_3жылу = 1,205ГДж

9) Пештің қаптауы арқылы жылуөткішпен барлық шығындалған жылуды есептейміз. Олар пештің қабырғаларынан, жаны және ошағы арқылы шығындалған жылудың жиынымен есептеледі

                           Q_жылу = Q_1жылу + Q_2жылу + Q_3жылу

                     Q_жылу = 4,896+4,293+1,205=10,394 ГДж

11)           Балқыту аралығындағы жылудың шығыны (ашық тұрған ошақ

арқылы өткен жылу шығыны, газбен бірге шығындалған жылу, пештің қаптауы арқылы суытатын су және жылуөткізгішпен бірге шығындалған жылу), ГДж:

                    Q_{балқыту.т} = (Q_жылу+Q_{суытқыш} + 0,5 ∙ Q_ух) ∙ k_е ∙ τ_б/τ_е

мұндағы, k_е –  есептелмеген шығындардың коэффициенті, k_е=1,1 – 1,2;

               τ_е = 9504 сек;                τ_б = 2160 сек;     Q_су = 12 ГДж

        Q_{балқыту.т} = (10,394+12+0,0295 0,5)  1,1 2160/9504=5,599 ГДж

12)           Электроэнергия шығынын доға болат балқытатын пештің балқу периодындағы жылу балансы теңдеуінен табамыз:

                                               Q_кіріс = Q_шығыс

       Q_ш+Q_д+Q_экз+Q_қ=Q_б+Q_б-қ+Q_қ+Q_ух+Q_Fe2O3+Q_жылу+Q_{балқыту.т}

0,91924+Qд+49,96+0,884=133.5567+0.984102+1.634045+0.0295+10.2717+10.394+5.599

51.76 ГДж + Qд = 162,486ГДж                 Q_д = 162,486 - 51,76 = 110,708 ГДж

Болат балқытатын доға пеште балқыту кезіндегі жылу балансының нәтижесін 1-кестеге енгіземіз.

1-кесте. Болат балқытатын доға пеште балқыту кезіндегі жылу балансы.

Кіріс жинағы	ГДж(%)	Шығын жинағы		ГДж(%)
1.Шихтамен келетін жылу (Qш)		Физикалық дене: 1.Болаттың (Qст)
2.Доғамен келетін энергия (Qд)		2.Қожбен бірге жоғалатын болаттар (Qст-шл)
		3.Қождың (Qшл)
		4.Газ өнімдерімен бірге кететін жылу (Qух)
		5.Fe2O3 бөлшектерімен кететін жылу (Fe2O3)
		6.Жалпы жылу шығындары (Qтепл)
3. Экзотермиялық реакцияның жылуы (Qэкз)		7.Балқытып қойып қою кезіндегі жылу шығыны (Qмп)
4.Қожқалыптастырудың жылуы (Qшл.обр)
Барлығы:			Барлығы:

№ 9 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Жылу берілуінің бөлімдерін есептеу.

Тапсырма: Тапсырмаңызға сәйкес жылу берілуіні бөлімдеріне есептеу жүргізіңдер.

Нұсқа	Ср, %	Hр, %	Oр, %	Nр, %	Sр, %	Aр, %	Wр, %
1	84,65	11,70	0,30	0,15	0,15	0,05	3,0
2	81,32	14,89	0,28	0,20	0,10	0,51	2,7
3	80,66	15,11	0,22	0,17	0,20	0,74	2,9
4	78,30	12,34	4,15	0,18	0,11	0,10	4,82
5	79,91	13,89	3,25	0,25	0,25	0,09	2,36
6	81,00	13,12	2,86	0,11	0,35	0,06	2,5
7	84,67	11,68	0,30	0,13	0,17	0,05	3,0
8	82,62	13,59	0,29	0,20	0,10	0,51	2,69
9	79,30	11,34	4,05	0,17	0,12	0,10	4,92
10	83,19	13,11	0,25	0,15	0,22	0,08	3,0
11	82,75	13,60	0,30	0,15	0,15	0,05	3,0
12	80,99	12,80	3,20	0,35	0,25	0,06	2,35

Пештің жылу балансын есептеу

Бастапқы деректер:

Ср  -...;

Hр -...;

Oр-...;

Nр  - ...;

Sр -...;

Aр  -...;

Wр -...;

Пештің жылу балансын жасау үшін Д.И. Менделеевтің формауласы бойынша мазут жануының төмен жылылығын табамыз (МДж):

Q^p_н = 0,339·C^p + 1,256·H^p - 0,109·(O^p - S^p) - 0,225·H^p - 0,025·W^p

Құрамынан және ылғалды сақтау тәуелділігінде мазут жануының төмен жылылығы 35615-39805 кДж/кг шегінде өзгереді.

Кальцийлену пешінің жылу балансына есептеу жүргізу.

Жылудың келуі.

1) Отынның химиялық жылылығы, кДж/кг:

                                    Q_охж = Q^p_н· G / P_пештің                                                (1)

мұндағы Q^p_н – мазут жануының төмен жұмыс жылылығы, кДж/кг;

G – мазуттың орташа сағаттық шығысы, 4158,0 кг/сағ.;

P_пештің – зерттеу кезеңі ішіндегі пештің орташа сағаттық өнімділігі, 43580 кг/сағ. тең.

2) Отынның физикалық жылылығы, кДж/кг:

                                    Q_офж= C_газ · t_м·  G / P_пештің                                         (2) 

мұндағы C_газ – мазуттың орташа жылу сыйымдылығы, С_т=2,1 кДж/(нм³·⁰С);                                                                          

t_м – мазуттың орташа температурасы, t_м = 100⁰С.

3) Алюминийдің құрғақ гидрооксидімен жылылық, кДж/кг:

                                   Q_жқ =1,53·CAl(OH)₃·tAl(OH)₃                                      (3)

мұндағы CAl(OH)₃ – алюминий гидрооксидінің орташа жылу сыйымдылығы, CAl(OH)₃ = 1,04 кДж/(нм³·⁰С);

t Al(OH)₃ – алюминий гидрооксидінің орташа температурасы, t Al(OH)₃ = 50⁰С.

4) Алюминий гидрооксидінің гигроскопиялық сумен жылылығы, кДж/кг:

                                         Q _су = С_су · G_су · t_су                                                   (4)

мұндағы С_су – судың орташа жылу сыйымдылығы, С_су= 4.19 кДж/(нм³·⁰С);

t_су – алюминий гидрооксидіндегі судың орташа температурасы, t_су=50⁰С;

G_су – гигроскопиялық судың шығысы, кг. Гидраттың ылғалы 13,7% болған кезде С_су= 0,211 кг.

5) Тоңазытқыштан шығатын ыстық ауаның жылылығы, кДж/кг:

                           Q_{т.суық ауа. ж} = 2(C_{ауа шығ} · t _ауа · G_ауа.ж / P_пештің )                    (5)

мұндағы C_ауа.ж – ауаның орташа жылу сыйымдылығы, C _ауа.ж = 1,3 кДж/(нм³·⁰С);

t _ауа – тоңазытқыштан шығатын ыстық ауаның орташа температурасы, t_ауа = 348,3⁰С;

G_{ауа шығ} – ауаның шығысы, м³; G _{ауа шығ} = 18900 м³.

6) Сорылатын ауамен жылылық, кДж/кг:

                            Q_{сор. ауа}= к · V_жө · C_воз · t _ауа ·  G_газ / P_пештің                      (6)

мұндағы к – ауаны сору коэффициенті, к=0,2 пайда болған жану өнімдерінің санынан;

V_жө – пайда болған жану өнімдерінің саны, V_пг = 14,07 м³/кг мазут;

C_воз – ауаның орташа жылу сыйымдылығы, C_воз = 1,3 кДж/(нм³·⁰С);

t _ауа – сорылатын ауаның орташа температурасы, t _ауа = 20⁰С;

G_газ – ауаның шығысы, м3; G_газ= 4700 м³.

7) Пешке қайтарылатын айналма шаңымен жылылық, кДж/кг:

                                  Q_шаң= 2(C_шаң· t_шаң·  G_шаң_ / P_пештің)                           (7)

мұндағы C_шаң – шаңның орташа жылу сыйымдылығы, C_шаң= 0,96 кДж/(нм³·⁰С);

t_шаң – шаңның орташа температурасы, t_шаң= 150⁰С;

G_шаң – пештен шығарылатын шаңның саны, G_шаң= 45500 кг/сағ.

№ 10 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Жылу шығысының бөлімдерін есептеу.

Тапсырма: Тапсырмаңызға сәйкес жылу шығысының бөлімдеріне есептеу жүргізіңдер.

Жылудың шығысы.

1) Пештен жербалшық болып шығатын жылылық, кДж/кг:

                             Q_жерб= G_жерб·C_жерб·t_жерб                                                                                     (1)

мұндағы G_жерб – пештен шығатын жербалшықтың шығысы; G_жерб= 1,0 кг;

C_жерб – жербалшықтың орташа жылу сыйымдылығы, C_жерб=0,96 кДж/(нм³·⁰С);                                                                         

t_жерб – пештен шығардағы жербалшықтың орташа температурасы, t_жерб=708,7⁰С

2) Алюминий гидрооксидінің гигроскопиялық суы булануының жылылығы, кДж/кг:

                                            Q_ив = G_в · R_бқ                                                        (2)

мұндағы G_в – гигроскопиялық судың шығысы, кг/кг. Гидраттың ылғалы 13,7% болған кезде G_в= 0,211 кг.

R_бқ – бу қалыптасуының жасырын жылылығы, R_бқ=2493,05 кДж/кг.

3) Алюминий гидрооксидінің дегидрация жылылығы, кДж/кг:

                                            Q_д= G_д · R_д                                                           (3)

мұндағы G_д – гигроскопиялық судың шығысы; G_д=0,53 кг/кг;

R_д – дегидрацияның жасырын жылылығы, R_д=3632,73 кДж/кг.

4) Қайтатын пеш газдарымен жылылық, кДж/кг:

                       Q_қайт= ∑(V_қайт · C_қайт) / P_пештің · (t_қайт · 1000)                      (4)

мұндағы ∑(V_қайт · C_қайт) / P_пештің –  өндірілген жану өнімдерінің және жылу

сыйымдылықтарының қайтатын газдардың температурасына сәйкес келетін сомасы, кДж/(кг·⁰С);

t_қайт – қайтатын газдардың температурасы, t_қайт=214⁰С.

5) Пештен шығарылатын шаңның жылылығы, кДж/кг:

                       Q_{шығ. шаң} = 2 (∑ (G_шаң · C_шаң) · t_шаң) / P_пештің                        (5)

мұндағы ∑ (G_шаң · C_шаң) · t_шаң) / P_пештің    – шығарылатын шаңның үлес шығысы, кг/кг

t_шаң – шаңның орташа температурасы, t_шаң=150⁰С.

6) Корпус арқылы жылылықтың қоршаған ортаға шығынын отынмен шығарылатын жылудан 16% қабылдаймыз, кДж/кг:

Q_ос=0,16 · Q_хтт

1-кесте. Кальцийлену пешінің жылу балансы

Келуі	кДж/кг	%	Шығысы	кДж/кг	%
Отынның химиялық жылылығы			Пештен шығатын жербалшықпен жылылығы
Отынның физикалық жылылығы			Гигроскопиялық судың булану жылылығы
Алюминийдің құрғақ гидрооксидімен жылылығы			Дегидратация жылылығы
Гигроскопиялық сумен жылылығы			Қайтатын пеш газдарымен жылылық
Тоңазытқыштан шығатын ыстық ауаның жылылығы			Пештен шығарылатын шаңның жылылығы
Сорылатын ауамен жылылығы			Қоршаған ортаға шығыны
Пешке қайтарылатын айналма шаңымен жылылық			Баланстың үйлеспеушілігі
Жиыны			Жиыны

№ 11 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Пештегі қысымның шығынын есептеу.

Тапсырма: Тапсырмаңызға сәйкес пештегі қысымның шығынына есептеу жүргізіңдер.

Нұсқалар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Биіктігі H, м	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
Ауаның тығыздығы ρ в, кг/м3	1,27	1,28	1,29	1,26	1,25	1,27	1,28	1,29	1,26	1,25	1,29	1,26
Газдардың тығыздығы ρ г, кг/м3	1,33	1,34	1,35	1,36	1,37	1,38	1,37	1,34	1,33	1,34	1,35	1,36
Газдың жылдамдығы ω, м/сек	0,85	0,86	0,87	0,91	0,95	0,84	0,93	0,97	0,92	0,89	0,91	0,96
К	0,11	0,14	0,18	0,21	0,26	0,29	0,17	0,23	0,32	0,35	0,33	0,24
g, м/сек2	9,81

2) 1,2-суреттерді салу.

3) 1-суретте қысымның шығын мәнін белгілеу.

Гидравлика сұйықтықта болатын қысымның төрт түрін ажыратады: геометриялық, пьезометриялық, динамикалық, біткен.

                                             

Суреттегі сұйықтығы бар ыдыста 1 нүкте геометриялық қысыммен, немесе сұйықтықтың жоғарыдан төменге ауысуын көрсететін және осы нүктедегі сұйықтықтың потенциалды энергиясын көрсететін орын қысымымен h_г сипатталады. Сұйықтық бағанының биіктігі жоғары болған сайын H, соғұрлым мөлшеріде жоғары h_г. 2 нүктеде сұйықтықтың ыдыстан ағуын көрсететін пьезометриялық немесе статистикалық қысымға h_П ие. Пьезометриялық қысым сұйықтықтың потенциалды энергиясын көрсетеді. Ыдыстан ағатын сұйықтықтың ағынында тұрған 3 нүкте қозғалатын сұйықтықтың кинетикалық энергиясын көрсететін динамикалық немесе жылдамдықты қысымға h_д ие. Ыдыстың түбінде тұрған 4 нүктеде сұйықтық біткеннен кейін шартты түрде біткен қысым h_ПОТ бар.

1) 1 нүктеде газда бар геометриялық қысым h_Г 1 нүкте арқылы өтетін 1 м² көлбеу жазықтығына қатынасы бойынша ыдыста жасалған сыртқы ауа бағаны мен газ бағаны салмағының әр түрлілігі ретінде анықталуы мүмкін:

                                   h_Г=gH (ρ_а – ρ_Г), кг/м²                                                        (1)

мұндағы g – ауырлық күшін үдету, м/сек²;

H – сұйықтық бағанының биіктігі, м;

(ρ_а – ρ_Г) – ауа мен газ тығыздығының әр түрлілігі, кг/м³.

h_Г теріс мәні ыдыстың сұйылтуда немесе вакуумда тұрғанын көрсетеді. Ыдыстағы газдың қысымы атмосфералық қысымнан аз.

2) Газдың статистикалық қысымын ρ, кг/м² көрсететін пьезометриялық қысым h_п арнайы математикалық формуласы жоқ.

3) Динамикалық қысым h_д мынадай теңдеумен көрсетілуі мүмкін:

                                                 h_д=ω² /2 ·(ρ_г), кг/м³                                            (2)

мұндағы ω – газдың жылдамдығы, м/сек;

ρ_г – газдың тығыздығы, кг/м³.

4) Газдың қозғалыс жолы бойынша түрлі кедергілерді өтуге жұмсалған энергия көлемін анықтайтын біткен қысым h_ПОТ газдың қозғалысын анықтайтын қысыммен байланысты болуы тиіс, яғни динамикалық қысыммен. Әдетте, біткен қысым динамикалық қысымнан болатын функциямен көрсетіледі:

                                              h_ПОТ=К w² / 2  (ρ_г)                                                 (3)

мұндағы К – газ жолы телімінің кедергілерін сипаттайтын мөлшерсіз коэффициент.        

Бір түрден екінші түрге ауысуы.

№ 12 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Түтін шығаратын құбырдың биіктігін есептеу және түтін сорғыны таңдау.

Тапсырма: Тапсырмаңызға сәйкес түтін шығаратын құбырдың биіктігіне есептеу жүргізіңдер.

Нұсқалар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Өтетін газдардың сағат көлемі, м3/сек	8,2	8,4	8,6	8,8	9,0	9,2	9,4	9,6	9,8	10,0	10,5	9,5
Құбыр аузындағы газдың жылдамдығы, м/сек	4	4,5	5	5,5	6	6,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5

2) Түтін шығаратын құбыр пеште технологиялық барыс кезінде бөлінетін отынның жану өнімдері мен реакциялық газдар қозғалысы үшн қажетті сұйылтуды құруға мүмкіндік береді, пештің жұмыс кеңістігі, түтін өткізу жүйесі және жылу пайдалану қондырғысы арқылы оларды жеткілікті жоғары биіктікте қоршаған ортаға жоюмен. Көптеген жағдайда, химиялық өнеркәсіптегі пештерден шығарылатын газдар зиянды заттардан тұрады, олардың рұқсат етілетін концентрациясы өнеркәсіптік кәсіпорындарды жобалаудың санитарлық нормаларымен регламенттелген. Сондықтан, қажетті сұйылту бойынша құбырдың биіктігін анықтағаннан кейін жер бетіндегі газдың үлесті концентрациясын тексеру қажет. Рұқсат етілетін газдардың үлесті концентрацияларын құру үшін құбырдың биіктігін ұлғайту қажеттілігі жағдайында пеште қажетті сұйылту құру үшін құбырдың белгілі биіктігінде қайтадан гидравликалық есеп жүргізген жөн. Санитарлық техника мен өрттен қорғау талаптарына сәйкес түтін шығаратын құбырдың биіктігі 100 м радиустағы жоғары ғимараттың төбесінен 3-5 м биік болуы тиіс.

Химиялық өнеркәсіпте қолданылатын түтін шығаратын құбырлар агрессивті газдардан тәуелділікте олардың температурасы және биіктігі бойынша әр түрлі (1-сурет). Кірпіштен жасалған түтін шығаратын құбырлар 150 м ең жоғары биіктікке ие; олар арқылы өткізілетін газдардың рұқсат етілетін температурасы 800⁰С дейін. Темірбетонды құбырлар – ең жоғары биіктігі 200 м, газдардың рұқсат етілетін температурасы 200⁰С. Жай бетоннан жасалған құбырлар футеровка мен жылу оқшаулағыш болған кезде 500⁰С аса қызбауы тиіс.

Металлды футерленген құбырлар: ең жоғары биіктігі 60 м; рұқсат етілетін температурасы 800⁰С дейін. Пештерден агрессивті газдарды шығару үшін, бұзылған жағдайда құбыр бағанының кез келген бөлігін ауыстыруға мүмкіндік беретін арнайы тірек құрылымдарда орнатылған биіктігі 150 м дейін жекелеген тот баспайтын болаттан жасалған металл құбырлар қолданылады.

Есептер

1) Құбырдың аузындағы диаметрді d_y (одан шығарда) мына формула бойынша анықтаймыз, м:

                                        d_y=√4V_ух.г./ πw                                                  (1)

мұндағы V_ух.г. - өтетін газдардың сағаттық көлемі, м³/сек;

w – құбырдың аузындағы газдардың жылдамдығы, м/сек.

Есептеу кезінде құбырдың негізіндегі ішкі диаметр d₀ құбыр аузының ішкі диаметрінен d_y 1,5 есе көп, яғни

                                             d₀=1,5· d_y                                                     (2)

Кірпішті, темірбетонды және футерленген металл құбырлары үшін ауыздың ең аз диаметрі d_y= 800 мм кем емес болуы тиіс.

Сурет. Түтін сорғыш құбыр.

а – темірбитонды; б – кірпішті; в – металды;

1 – фундамент; 2 – тока төзімді футеровка; 4 – кеңістік; 5 – боров; 6 – шыңыстергіш;

№ 13 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Қабырға арқылы бір газдан екінші газға жылу таратуды есептеу.

Теориялық бөлімі:

1) Бір қабатты қабырға арқылы жылу өткізгіштікті есептеу:

                                       q= (t₁ - t₂) / (δ / λ) , вт/м²                                         (15)

мұндағы a – жылу беру коэффициенті, вт/(м²·град);

λ – жылу өткізгіштік коэффициенті, вт/(м·гард);

δ / λ – қабаттың жылу кедергісі.

2) Екі қабатты қабырға арқылы жылу өткізгіштікті есептеу:

                            q= (t₁ – t₃) / (δ₁ / λ₁) + (δ₂ / λ₂)  , вт/м²                           (16)

3) Үш қабатты қабырға арқылы жылу өткізгіштікті есептеу: 

                               q= (t₁ – t₄) / (δ₁ / λ₁) + (δ₂ / λ₂) + (δ₃ / λ₃)    , вт/м²                (17)

Тәжірибелік бөлімі:

Жылу өткізгіштік коэффициенті λ және сыртқы қабаттарда температурасы  t₁ және t₂ бар қалыңдығы δ қабырға арқылы жылу ағымының көлемін q анықтау. Егер соммарлық қалыңдығын және сыртқы қабаттар температурасын өзгертусіз бір қабатты қабырғадан қабырғалар қалыңдығы δ₁ және δ₂ және жылу өткізгіштік коэффициенттері температураға тәуелді еместігін ескере отырып, жылу өткізгіштік коэффициенттерімен λ₁ және λ₂ екі қабаттыға ауыстырса жылу ағыны тығыздығының көлемі қалай өзгереді:   

Нұсқалар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
δ, м	0,3	0,5	0,8	0,2	0,03	0,05	0,4	0,7	0,36	0,8	0,65	0,9
λ, вт/(м·град)	0,88	0,86	0,80	4,3	350	350	0,6	0,3	0,16	0,4	0,55	0,23
t1,0С	1400	900	1250	1500	900	750	800	960	1150	1350	1020	940
t 2,0С	450	320	580	800	400	380	300	320	350	420	390	310
δ1,м	0,2	0,25	0,6	0,1	0,015	0,025	0,1	0,5	0,16	0,3	0,035	0,7
δ2,м	0,1	0,22	0,2	0,1	0,015	0,025	0,3	0,2	0,2	0,5	0,025	0,3
λ1, вт/(м·град)	0,6	4,4	4,3	4,3	350	35	4,3	8,2	4,3	0,16	3,4	3,9
λ2, вт/(м·град)	0,16	0,88	0,16	0,16	40	207	0,88	1,6	0,88	4,3	0,76	0,8

№ 14 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Конвекциямен жылу таратуды есептеу, зерделеу.  

Нұсқа	Көтерменің қалыңдығы δП, мм	Көтерменің футерлеу қабаттарының қалыңдығы, мм			Еңістер деңгейінде қабырғаларды футерлеудің қалыңдығы, δот, мм		Қабырғаның үстіңгі бөлігіндегі магнезитті футерлеудің қалыңдығы δст, мм	Хром магнезитті кірпіштен жинақтардың қалыңдығы δсв, мм	Сыртқы бетінің температурасы
		X	Y	Z	X1	Y1			Қабырғаның үстіңгі бөлігі T1, 0C	Қабырғаның төменгі бөлігі T2, 0C
1	690	150	450	300	375	30	290	415	300	250
2	580	145	430	280	370	25	280	405	290	235
3	920	190	490	330	450	20	305	465	355	295
4	940	195	500	335	455	25	310	470	360	290
5	410	120	390	240	305	15	240	380	265	210
6	430	125	400	245	310	15	255	385	270	215
7	850	185	470	310	410	10	300	455	340	290
8	950	200	510	340	460	25	315	460	370	305
9	990	210	520	345	475	30	320	470	380	310
10	710	155	465	315	415	10	305	425	340	280
11	1060	230	560	380	480	35	360	490	405	365
12	1090	245	575	390	485	45	375	500	415	375

Футерлеу арқылы жылу өткізгіштік жылуының шығыны

1) Қабырғалар төменгі және үстіңгі телімде түрлі қалыңдығының екі түрлі биіктігі бойынша телімге ие. Материал – магнезитті кірпіш. Науқанның соңына қабырғаларды футерлеу және жинақтау 50%-ға тозуы мүмкін, бастапқы қалыңдықтың 75%-ға тең футерлеудің есептік қалыңдығын қабылдаймыз. Футерлеудің ішкі беткі температурасы t₁=1600⁰С тең, үстіңгі бөлікті сыртқы беткі температурасын Т₁-ге тең және Т₂ төмен қабылдаймыз.

Пештің қабырғалары арқылы жылудың шығынын табамыз, вт/м²:

а) Жылу шығынын есептеу үшін жылу беру коэффициентін есептейміз, Вт/(м²·К):

                                   а₂=10+0,06·Т₂                                                         (1)

б) Қабырғалардың сыртқы бетінің аумағын есептейміз, м²:

                                     F=π·D_k·H_пл/2                                                         (2)

в) Магнезит жылу өткізгіштігінің коэффициенті тең

                            λ_м=6,28-0,0027·t_ср Вт/(м·К)                                           (3)

г) Цехта 30⁰С-қа тең температураны (Т_ос) қабылдаймыз:

                                          q_жылу=  t₁-T_ос / ∑δ_i/λ_i+1/a₂  · (F · τ_p)                               (4)

                               _i=1

мұндағы δ_i – қабаттың қалыңдығы, м;

λ_i – осы қабаттың орташа температурасы кезіндегі қабаттың жылу өткізгіштік коэффициенті, Вт/(м·К);

F – қабырғалардың сыртқы беткі аумағы, м²;

a₂ – жылу беру коэффициенті, Вт/(м²·К).

Пештің жинағы арқылы жылу шығынын табамыз, вт/м²:

2) а) Жинақтың сыртқы бетінің аумағын мынадай формула бойынша анықтаймыз, м²:

                      F=π·[0,15²· (D_k-δ_ст)²+(D_k- δ_ст)²]/2                                      (5)

б) Жинақтың жылу шығынын анықтау үшін 1,3 формулалар бойынша сыртқы беті мен жылу беру коэффициенті мәнін қолданамыз:

λ_хм=2,8-0,00087*1000; Вт/(м·К)

в) Мынадай формула бойынша жинақ арқылы жылу шығынын есептейміз (4):

3)  а) Пештің көтермесі арқылы жылу шығынын анықтаймыз. Көтерменің ішкі бетінің температурасы 1600⁰С, сыртқы (t_под) 200⁰С.

Көтерме конвекциясының жылу беру коэффициенті тең (төмен бетіне айналған).

                               а₂=0,7(10+0,06· t_под)                                                  (6)

     б) Көтерменің аумағын анықтаймыз F_под:

                                 F_под=π·D_k·(H_под – δ_п),                                                  (7)

                         H_под= δ_п + H + H_шл + 0,04 + 0,065                                  (8)

     в) Көтерменің жылу шығынын анықтау үшін сыртқы беті мен формула бойынша аумақ мәнін пайдаланамыз (4):

                                     n                 

                 q_жылу=   t₁-T_ос / ∑δ_i/λ_i+1/a₂ (F · τ_p)                                                                              

a=15,4    F=104м²      τ=9504с    T_ос=30⁰С      t₁=200⁰С

δ₁=0,15м       δ₂=0,45м       δ₃=0,3м      

λ₁=4,3-0,003*200

λ₂=6,28-0,0027*200

λ₃=0,225-0,00022*200

№ 15 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС

Тақырыбы: Күрделі жылу таратуды есептеу. 

Теориялық бөлімі:

Жылу тарату – жылу энергиясын ыстық денеден аса суық денеге немесе тікелей (байланыс кезінде), не қандай да бір материалдан бөлетін (дене немесе орта) кедергі арқылы таратудың физикалық барысы. Бір жүйенің физикалық денесі әр түрлі температурада болса, онда жылу энергиясын бір денеден екінші денеге термодинамикалық тепе-теңдігі түскенге дейін беру жүреді. Өздігінен пайда болатын жылу тарату аса ыстық денеден аса суық денеге жүреді, бұл термодинамиканың екінші заңы салдары болып табылады.

Әр түрлі жылу алмасу құрылғысы жұмысының нақты шарттарында жылу бір уақытта жылу өткізгіштікпен, конвекциямен және сәулеленумен беріледі. Мұндай құбылыс күрделі жылу алмасу деп аталады.

Қалыңдығы d бір қабатты жазық қабырғаны және 1 жылу өткізгіштігін қараймыз (12.1-сурет).

12.1-сурет. Жазық қабырға арқылы екі сұйықтық арасында жылу тарату сұлбасы (а) және қабырғадағы температуралық жиекті анықтаудың графикалық әдісі (б)

Ыстық сұйықтық (орта) температурасы t´ж, суық сұйықтық (орта) t´´ж.

Ньютон-Рихман заңы бойынша қабырғаға ыстық сұйықтықтан (ортадан) берілген жылу саны мынадай түрге ие:

                                   Q=a₁ · (t´ж-  t₁) · F,                                                 (1)

мұндағы a₁ – температурасы t´ж ыстық ортадан температурасы t₁ беткі қабырғаға жылу тарату коэффициенті;

F – жазық қабырғаның есептік беті.

Қолданылған әдебиеттер

Негізгі:

1. Крапухин   В.В.   «Печи  для редких и цветных металлов»Металлургия 1981 г.

2. Вагин А.А.. Кривандин В.А.Прибытков ИА, Перлов Н.И. «Топливо, огнеупоры и металлургические печи» М, Метаялургия 1978г.

3.  Долотов Г.ІХ, Кондаков ЕЛ. Печи и сушила литейного производства.             - М.: Машиностроение, 1984. - 232 с.

4.  Ливчевский В Л. Ошы және оныц жануы. - М.: Металлургиздат, 1959.         - 398 с.

5. Мастрюков Б.С., Сборщиков Г.С. Теплофизика мегаллургнческих процессов: учебник. - М.: Металлургия, 1993. - 319 с.

6.  Металлургическая тешютехника. Учебннк для вузов. В 2-х томах. Т. 1. Теорегические основыУ Кривандин В.А-, Арупонов Масгрюков Б.С. и др. - М.: Металлургия, 1986. - 424 с.

Қосымша:

1. Уткин Н.И., Металлургия цветыых мегаллов. М.₍ Металлургия 1985г.

2.Кривандин В.А., Марков БЛ.  «Металлургические печи» М,Металлургия 1977г.

3. Гордон Г.М., Пенсахов ИЛ Пьшеулавлнвание «очяспса газов вцветной металлургңи» М., Металлургия 1977г.

4. Пяавка в жидкой ванне іюд рвд. Ванюкова А.В. М,, Метаялургия1989г.

5. Купряков ЮЛ. Автогеныая плавка медных концешратов  во взвешенном состоянии М., Металлургия 1976г.

6.Основы    пракгической    теорин    горенияУ    Под    ред.    В.В. Померанцева. - Ленинград: Энфгоатомнздат, 1986.-312 с.

7.Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. В 2-х томах. Т.2. Расчеш металлургнческих печейУ Под ред. В. Крнвандина, Б.С. Мастрюкова. — М.: Металлургия, 1986.-376 с

8.Электроплавнльные печи цветной металлургни/ Башевко В.В., Довской А.В., Соломахин И.М. - М.: Металлургня, 1971. - 320 с.