Пз№7определение степени черноты смеси газов

Задача 1

Металл нагревается в топливной проходной печи. Получаемые при сжигании природного газа продукты сгорания имеют состав: 8,0%CO₂;15%H₂O;0,9%H₂ и 72%N₂ и температуру t_г =1200^°C

Размеры рабочего пространства 1х2х4м³

Определить степень черноты дымовых газов.

Дано: V =1·2·4м³

   t_г=1200°С

   8% СО₂

   15% H₂O

2

4

Определить: _г=?

 

1

Решение.

Эффективная длина луча определяется по формуле:

S_эф=

гдеV- объем печи м³

F-площадь поверхностей ограничивающих данный объём, м²

 

Произведение портального давления на эффективную длину луча.

P_CO2· S_эф = 8·1,03 = 8,24 кН/м

P_H2O · S_эф = 15* 1,03 = 15,45 кН/м

Согласно программам на рисунках А3, А4, А5 приложения степени черноты CO₂ и H₂O и поправочный коэффициент b равны:

e_CO2=0,09;   e^’_H2O=0,12;  b=1,11

Теперь по формуле: e _г = e _СО2+ b· e ^’ _Н2О

Определяем: e _г = 0,09 +1,11·0,12=0,22

Ответ:: e _г = 0,22

Таблица 14 – Варианты заданий

№ варианта	CO 2 %	H2O %
1,11,21	6	11
2,12,22	7	12
3,13,23	8	13
4,14,24	9	14
5,15,25	10	15
6,16,26	9	16
7,17,27	8	17
8,18,28	7	18
9,19,29	6	19
10,20,30	9	20

ПЗ №8 Теплообмен между газом и твердыми поверхностями

Задача 2

Слиток из хромоникелевой стали нагревается в электропечи, стены которой выложены из динаса. Температура слитка t₁=1200⁰C, стен t₂=1500⁰С. Соотношение поверхности слитка F₁ к поверхности стен F₂ равно 0,1.

Найти результирующий поток излучений на слиток.

Дано:t₁=1200⁰С

t₂₌ 1500⁰C

=0,1

Сталь- хромоникелевая

Огнеупор- динас

Определить: q_рез=?

Решение:

Плотность теплового потока находим по формуле

_рез = _пр С_о

Приведенную степень черноты e _пр системы, состоящей из двух тел, одно из которых находится в полости второго, находим по формуле:

ε_пр =

Согласно приложению таблица А6 степень черноты динаса e₂ = 0,8; а степень черноты хромоникелевой стали e₁= 0,35

Значения Θ=(Т⁴/100) находим по приложению таблица А7.

Тогда:q_рез = = (Вт/м²)

 

Ответ: q_рез =102445,2 Вт/м²

 

 

Таблица15 – Варианты заданий

№ варианта	огнеупор	металл
1, 11, 21	динас	вольфрам
2, 12, 22	шамот глазурованный	железо литое необработанное
3, 13, 23	шамот	никель окисленный
4, 14, 24	магнезит	платина
5, 15, 25	силикатный кирпич	стальное литьё полированное
6, 16, 26	карборунд	сталь листовая блестящая
7, 17, 27	силлиманит	сталь окисленная шероховатая
8, 18, 28	магнезит	сталь хромоникелевая
9, 19, 29	карборунд	хромоникель
10, 20, 30	силиманит	чугунное литьё

 

Задача 3

В стенках камерной печи в качестве тепловой изоляции используют щель, шириной , мм, заполненную воздухом. Определить потери тепла через 1м² стенки печи, если температура горячей поверхности t_c1,⁰C, холодной t_c2,⁰С.

 

Таблица16 – Варианты заданий

№ варианта	δ мм	t c1 ˚C	t c2 ˚C	Материал стен	№ Варианта	δ мм	t c1 ˚C	t c2 ˚C	Материал стен
1	35	730	300	Карборунд	17	51	725	380	Динас
2	36	735	305		18	52	730	385
3	37	740	310		19	53	735	390
4	38	745	315		20	54	740	395
5	39	750	320		21	55	745	400
6	40	755	325		22	56	750	405
7	41	760	330		23	57	755	410
8	42	765	335		24	58	760	415
9	43	770	340	Магнезит	25	59	765	420	Шамот глазурованный
10	44	775	345		26	60	770	425
11	45	780	350		27	61	775	430
12	46	785	355		28	62	780	435
13	47	790	360		29	63	785	440
14	48	795	365		30	64	790	445
15	49	800	370		31	65	795	450
16	50	720	375		32	66	800	455

Раздел 4. Нагрев металла

ПЗ № 9 Расчет времени нагрева тонкого тела при постоянной температуре

Задача

Определить время нагрева ленты из среднеуглеродистой стали при двухстороннем нагреве в 1 ступень, если металл нагревается от 20⁰С до 718⁰С в печи с температурой 800⁰С и коэффициентом теплоотдачи α=296,5Вт/м³·К.

Решение

Время нагрева тонкого тела определяем по формуле:

τ= (S·ρ·с_р/К·α)·ln (t_n-t^нач_м)/ (t_n-t^кон_м)

Характерный размер тела при двухстороннем нагреве равен:

S=μ·δ=0,5·0,002=0,001м

Плотность стали равна ρ=7850кг/м³

Удельную теплоемкость определяем по приложению таблица А4при t=400⁰С:

с_р= 0,540кДж/кг·К=540Дж/кг·К

τ= (0,001·7850·540/1·296,5)·ln (800-20)/ (800-718)=32,204с=0,54мин

[τ]= [м·кг·Дж·м²К/м^3·кг·К·Вт]=[Дж /Вт] = [Дж с/Дж]= [с]

Ответ: τ=0,54мин

 

Таблица 17 – Варианты заданий

№ варианта	α, Вт/м^3·К	Сталь	№ варианта	α, Вт/м^3·К	Сталь
1	190	Низколеги-рованная	16	320	Углеро-дистая
2	200		17	310
3	210		18	300
4	220		19	290
5	230		20	280	Хромистая
6	240		21	270
7	250	Трансформаторная	22	260
8	260		23	250
9	270		24	240
10	280		25	230	Хромоникеле-вая
11	290		26	220
12	300		27	210
13	310		28	200
14	320		29	190
15	330		30	180