内蒙古科技大学 环形加热炉设计
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加热炉设计说明书
————环形加热炉
姓名：管通
班级：08热动3班
学号：0862126313
目录
一、燃料燃烧计算
................................. 2 1.1燃料成分 .. (2)
1.2空气需要量和燃烧产物量及其成分的计算 ...................................................... 2 1.3燃烧产物密度计算 .............................................................................................. 3 1.4理论燃烧温度的计算 (4)
二、钢坯加热时间的计算
(4)
2.1预热段计算 .......................................................................................................... 4 2.2加热段计算 .......................................................................................................... 6 2.3均热段计算 .......................................................................................................... 8 2.4炉体长度的确定 ................................................................................................ 10 2.5加热时间的确定 (11)
三、炉子基本尺寸的确定
(15)
3.1炉膛宽度的确定 (15)
3.2炉膛高度的确定 (16)
四、热平衡计算及燃料消耗量的确定
(17)
4.1热量收入项 ........................................................................................................ 17 4.2热量支出项 .. (19)
五、设计总结
................................. 27 六、参考资料
(27)
一、燃料燃烧计算
1.1燃料成分
已知的天然气成分见表1.1
表1.1 天然气成分
1.2空气需要量和燃烧产物量及其成分的计算
理论空气需要量
244.84(0.520.5 3.5)4.84(0.5 2.4%20.3%0.526.6%)0.73084
O n m L H CH CO C H ϕϕϕϕ=⨯+++=⨯⨯+⨯+⨯=（1-1）
式中，2H ϕ，CO ϕ，4CH ϕ，CmHn ϕ，，为燃料中各成分的体积分数。 空气过剩系数取n=1.1 实际空气需要量
33n 0L nL 1.10.730840.7674(m m )==⨯= （1-2） 燃烧产物量
2222
33n CO H O N O V V V V V (m m )=+++ （1-3）
224
26.6%12.0%0.3%0.389
CO V CO CO CH ϕϕϕ=++=++= （1-4）
式中， CO ϕ，2CO ϕ，4CH ϕ，m n C H ϕ为燃料中各成分的体积分数。
24222230.01280.0120.3% 2.4% 2.3%0.012878740.010.0531
H O n m n V CH C H H H S H O L ϕϕϕϕϕ=+++++⨯=⨯+++⨯⨯=
（1-5）
式中， 4CH ϕ，m n C H ϕ，2H O ϕ，2H ϕ，2H S ϕ为燃料中各成分的体积分数；n L 为实际空气需要量，m 3/m 3；2H O g 干
为1 m 3干气体所吸收的水蒸气的重量，g/m 3。
22
0.7856.4%0.780.7674 1.1626
N V N L n ϕ=+=+⨯= （1-6） 式中 2N ϕ——燃料中氮气的体积分数； n L ——实际空气需要量，m 3/m 3。
33200.2067(1)0.2067(1.11)0.73840.01526/O V n L m m =-=⨯-⨯= （1-7）
式中 n ——空气过剩系数，取n=1.1； 0L ——理论空气需要量，m 3/m 3。
所以33n V 0.3890.0531 1.16260.015262 1.620(m m )=+++=
燃烧产物成分
22CO CO n
V 0.389
100%100%24.0%V 1.620
ϕ=
⨯=
⨯= （1-8） 22H O H O n
V 0.0531
100%100% 3.28%V 1.620
ϕ=
⨯=
⨯= （1-9） 22N N n V 1.1626
100%100%71.77%V 1.620
ϕ=
⨯=
⨯= （1-10） 22O O n
V 0.01526
100%100%0.95%V 1.620
ϕ=
⨯=
⨯= （1-11） 1.3燃烧产物密度计算
2222
CO H O N O 34418283222.4
442418 3.282871.77320.9522.4100
1.408(kg m )
ϕ+ϕ+ϕ+ϕρ=
⨯+⨯+⨯+⨯=
⨯=气 （1-12） 式中， 2CO ϕ，2H O ϕ，2N ϕ，2O ϕ为燃烧产物中各成分的体积分数，%。