Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет прочности корпуса конвертера↑ Стр 1 из 5Следующая ⇒ Содержание книги Поиск на нашем сайте
Введение В настоящее время металлургические предприятия оснащены большим количеством разнотипного оборудования. Это обусловлено многообразием технологических и вспомогательных процессов начиная с подготовки шихты к металлургическому переделу, включающему технологии гидро-, пиро- и электрометаллургии, и заканчивая разливкой, уборкой жидкого металла, складированием чушек и слитков, а также последующей их обработкой давлением. Анализ конструкций оборудования позволяет выявлять типовые особенности его структуры, среди которых следует отметить обязательное наличие несущей стальной конструкции, на которой монтируются все узлы и детали, а также рабочей подсистемы, обеспечивающей проведение непосредственно технологического процесса. Кроме того, зачастую присутствуют приводные системы и механизмы передвижения, представленные, как правило, электродвигателями, механическими передачами, ходовыми исполнительными устройствами. Если говорить о подсистемах, обеспечивающих технологический процесс, то они весьма разнообразны, часто основаны на использовании какого-либо физического или химического явления или процесса. Эти подсистемы в наименьшей степени поддаются унификации и стандартизации, в силу чего являются во многих случаях уникальными и не тиражируемыми. Таким образом, с точки зрения конструирования и расчета элементов машин и оборудования металлургического производства приходится решать два типа задач: во-первых, хорошо разработанные типовые задачи проектирования электромеханических систем, основанные на таких классических дисциплинах, как "Теоретическая механика", "Сопротивление материалов", "Детали машин", "Электрические машины" и т.д.; во-вторых, комплексные задачи, основанные на синтезе моделей и методов физики, химии, термодинамики и других дисциплин, для описания сложных технологических явлений и процессов, выбора и расчета особенностей конструкций, формы и размеров элементов подсистем технологического назначения. С этих позиций в курсовой работе предполагается решить четыре типовые задачи, представляющие различные аспекты конструирования элементов металлургического оборудования, а именно: выбор и обоснование параметров горелок исходя из процессов сжигания топлива, обеспечение прочности корпуса конвертера с учетом механических и термических нагрузок, конструирования несущих сварных конструкций и фланцевых соединений.
РАСЧЕТ ИНЖЕКЦИОННЫХ ГОРЕЛОК При расчете горелок обычно известна характеристика сжигаемого газа (Qрн - низшая теплота сгорания, Дж/м3 (Дж/кг); рг - избыточное давление газа, Па; Рг - абсолютное давление газа, Па; Тг -температура газа, К;р0г - плотность газа при температуре 0оС и давлении 103,3 кПа), характеристика воздуха, поступающего на горение (Рв - абсолютное давление воздуха, Па; Тв - температура воздуха, К; ров - плотность воздуха при температуре 0оС и давлении 103,3 кПа), а также α - коэффициент расхода воздуха; V0Г - количество (пропускная способность) воздуха, м3/с (кг/с); противодавление, равное сумме давления в печи рпеч и сопротивления на пути подсасываемого воздуха Δрв. Расчет инжекционных горелок (рис. 1) основан на уравнении количества движения и основных уравнениях истечения газа, в соответствии с которыми различают методы расчета для газа низкого давления, когда его можно считать несжимаемым (<20 кПа), до критического давления (<90 кПа) и сверхкритического давления (> 90 кПа). Давление инжектируемого воздуха Рв считают равным атмосферному Р0.
Рис 1. Расчетная схема инжекционной горелки: 1- газовое сопло; 2- входной конфузор; 3- смеситель; 4- диффузор; 5- носик горелки.
Исходные данные: Рг - абсолютное давление газа Рг=142 кПа рг - избыточное давление газа рг= 42 кПа Тг -температура газа Тг=292 К р0г - плотность газа при температуре 0оС и давлении 103,3 кПа р0Г=0,71 кг/м3 Тв - температура воздуха Тв=282 К ров=1,16 кг/м3 α - коэффициент расхода воздуха α=1,05 V0Г - пропускная способность воздуха V0Г=0,0043 м3/с (кг/с) рпеч - сумма давления в печи рпеч=12 Па Δрв – сопротивление на пути подс. воздуха Δрв=7 Па То – ноль по Кельвину То=273 К Рв- давление инжектируемого воздуха Р0- атмосферное давление Р0= Рв=103 кПа 1.1 Определяем скорость истечения газа из сопла при докритическом давлении газа, м/c
(1) где φ- коэффициент истечения из сопла; для сходящихся сопел можно принимать φ = 0,85 1.2 Определяем диаметр газового сопла
(2) 1.3 Находим оптимальное отношение площадей смесителя fс и газового сопла fГ (3) где (4) m – объемная кратность инжекции (отношение объёма смеси к объему газа после истечения) (5) где L0- стехиометрическое количество воздуха L0=9,25 м3/м3 n – массовая кратность инжекции (отношение массы смеси к массе газа) (6) В - коэффициент характеризующий сопротивление на пути движения газо-воздушной смеси на пути к горелке; принимаем В=1,15 С - коэффициент характеризующий сопротивление на пути движения воздуха; принимаем С=0,425
1.4 Определяем диаметр смесителя (7) 1.5 Определяем оптимальное отношение площадей носика горелки fН.Г и смесителя fС где ξНГ – коэффициент сопротивления носика горелки ξНГ=0,2 Δрс- повышение давления в горелке; (9) где D при докритическом давлении газа (10)
1.6 Определяем диаметр носика горелки (11) 1.7 Определяем остальные конструктивные размеры горелки (12) угол сужения входного конфузора длина входного конфузора, а также расстояние от среза газового сопла до начала смесителя (13) угол раскрытия диффузора βД=8о угол сужения носика горелки βнг=14о 1.8 Определяем скорость смеси в носике горелки (14) где Тсм- температура смеси (15) 1.9 Определяем пределы регулирования горелки
(16) где ωпр- скорость проскока (определяется в зависимости от вида применяемого газа, диаметра носика горелки dНГ и температуры смеси tсм 0С) определяем по графику [рис2;Лит1] ωпр=10м/с;
По Лит.1. Табл.1. выбираем горелку П и ВП cо следующими параметрами: dн.г.= 86 мм; dг=6,5 мм; D=220 мм; D1=70 мм; D2=90 мм; D3=207 мм; d=1´´; d1=3/4´´; H=145мм; H1=190 мм; H2= 383 мм; h=170 мм; K=215 мм; L=800 мм; L1=700 мм; L2=100 мм; L3=113 мм; L4=56 мм; L5=967 мм; L6=862 мм. Рис. 1 Инжекционная горелка типа ВП c dн.г.= 82 мм
СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………………………..…….…….4 Печь кипящего слоя……………………………………………………………… 1. Расчет инжекционных горелок…………………………………….……..…..6 2. Расчет прочности корпуса конвертера………………………………..…….12 Конструкция и условия работы конвертеров………………………………..…12 Расчетное обоснование толщены стенки корпуса………………………..…….15 3. Расчет и проектирование сварной фундаментной рамы…….…….………21 Основные принципы конструктивно-технологического проектирования сварных рам……………………………………………………..21 Проверочные расчеты основных элементов рамы………………………..……25 Проверочные расчеты соединения деталей и узлов рамы……………..….…...32 4. Расчет и конструирование фланцевых соединений……………….….……35 Конструкция и работа фланцевых соединений……………………………..….35 Расчет литых фланцев из серого чугуна…………………………………..……38 Список использованных источников……………………………….………....45
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский Федеральный Университет» Институт горного дела, геологии и технологии
КАФЕДРА ГГФ ГРУППА ГГ10-17 ДИСЦИПЛИНА Конструирование машин и оборудования
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ЗАДАНИЕ Вариант №2 Исходные данные: Е=2·105 МПа; δф=0,34м; υ=0,3; α=10-5 1/ оС; αф=5·10-6 1/оС; Δt=24 оС; tФ= 300 оС; tк=65 оС; [ σ ]=160 МПа.
Дата выдачи проекта: «_____» ________________ 2013 г.
Срок сдачи проекта: «_____» __________________ 2013 г.
Руководитель работы: Герасимова Т. А. ______________
Введение В настоящее время металлургические предприятия оснащены большим количеством разнотипного оборудования. Это обусловлено многообразием технологических и вспомогательных процессов начиная с подготовки шихты к металлургическому переделу, включающему технологии гидро-, пиро- и электрометаллургии, и заканчивая разливкой, уборкой жидкого металла, складированием чушек и слитков, а также последующей их обработкой давлением. Анализ конструкций оборудования позволяет выявлять типовые особенности его структуры, среди которых следует отметить обязательное наличие несущей стальной конструкции, на которой монтируются все узлы и детали, а также рабочей подсистемы, обеспечивающей проведение непосредственно технологического процесса. Кроме того, зачастую присутствуют приводные системы и механизмы передвижения, представленные, как правило, электродвигателями, механическими передачами, ходовыми исполнительными устройствами. Если говорить о подсистемах, обеспечивающих технологический процесс, то они весьма разнообразны, часто основаны на использовании какого-либо физического или химического явления или процесса. Эти подсистемы в наименьшей степени поддаются унификации и стандартизации, в силу чего являются во многих случаях уникальными и не тиражируемыми. Таким образом, с точки зрения конструирования и расчета элементов машин и оборудования металлургического производства приходится решать два типа задач: во-первых, хорошо разработанные типовые задачи проектирования электромеханических систем, основанные на таких классических дисциплинах, как "Теоретическая механика", "Сопротивление материалов", "Детали машин", "Электрические машины" и т.д.; во-вторых, комплексные задачи, основанные на синтезе моделей и методов физики, химии, термодинамики и других дисциплин, для описания сложных технологических явлений и процессов, выбора и расчета особенностей конструкций, формы и размеров элементов подсистем технологического назначения. С этих позиций в курсовой работе предполагается решить четыре типовые задачи, представляющие различные аспекты конструирования элементов металлургического оборудования, а именно: выбор и обоснование параметров горелок исходя из процессов сжигания топлива, обеспечение прочности корпуса конвертера с учетом механических и термических нагрузок, конструирования несущих сварных конструкций и фланцевых соединений.
РАСЧЕТ ИНЖЕКЦИОННЫХ ГОРЕЛОК При расчете горелок обычно известна характеристика сжигаемого газа (Qрн - низшая теплота сгорания, Дж/м3 (Дж/кг); рг - избыточное давление газа, Па; Рг - абсолютное давление газа, Па; Тг -температура газа, К;р0г - плотность газа при температуре 0оС и давлении 103,3 кПа), характеристика воздуха, поступающего на горение (Рв - абсолютное давление воздуха, Па; Тв - температура воздуха, К; ров - плотность воздуха при температуре 0оС и давлении 103,3 кПа), а также α - коэффициент расхода воздуха; V0Г - количество (пропускная способность) воздуха, м3/с (кг/с); противодавление, равное сумме давления в печи рпеч и сопротивления на пути подсасываемого воздуха Δрв. Расчет инжекционных горелок (рис. 1) основан на уравнении количества движения и основных уравнениях истечения газа, в соответствии с которыми различают методы расчета для газа низкого давления, когда его можно считать несжимаемым (<20 кПа), до критического давления (<90 кПа) и сверхкритического давления (> 90 кПа). Давление инжектируемого воздуха Рв считают равным атмосферному Р0.
Рис 1. Расчетная схема инжекционной горелки: 1- газовое сопло; 2- входной конфузор; 3- смеситель; 4- диффузор; 5- носик горелки.
Исходные данные: Рг - абсолютное давление газа Рг=142 кПа рг - избыточное давление газа рг= 42 кПа Тг -температура газа Тг=292 К р0г - плотность газа при температуре 0оС и давлении 103,3 кПа р0Г=0,71 кг/м3 Тв - температура воздуха Тв=282 К ров=1,16 кг/м3 α - коэффициент расхода воздуха α=1,05 V0Г - пропускная способность воздуха V0Г=0,0043 м3/с (кг/с) рпеч - сумма давления в печи рпеч=12 Па Δрв – сопротивление на пути подс. воздуха Δрв=7 Па То – ноль по Кельвину То=273 К Рв- давление инжектируемого воздуха Р0- атмосферное давление Р0= Рв=103 кПа 1.1 Определяем скорость истечения газа из сопла при докритическом давлении газа, м/c
(1) где φ- коэффициент истечения из сопла; для сходящихся сопел можно принимать φ = 0,85 1.2 Определяем диаметр газового сопла
(2) 1.3 Находим оптимальное отношение площадей смесителя fс и газового сопла fГ (3) где (4) m – объемная кратность инжекции (отношение объёма смеси к объему газа после истечения) (5) где L0- стехиометрическое количество воздуха L0=9,25 м3/м3 n – массовая кратность инжекции (отношение массы смеси к массе газа) (6) В - коэффициент характеризующий сопротивление на пути движения газо-воздушной смеси на пути к горелке; принимаем В=1,15 С - коэффициент характеризующий сопротивление на пути движения воздуха; принимаем С=0,425
1.4 Определяем диаметр смесителя (7) 1.5 Определяем оптимальное отношение площадей носика горелки fН.Г и смесителя fС где ξНГ – коэффициент сопротивления носика горелки ξНГ=0,2 Δрс- повышение давления в горелке; (9) где D при докритическом давлении газа (10)
1.6 Определяем диаметр носика горелки (11) 1.7 Определяем остальные конструктивные размеры горелки (12) угол сужения входного конфузора длина входного конфузора, а также расстояние от среза газового сопла до начала смесителя (13) угол раскрытия диффузора βД=8о угол сужения носика горелки βнг=14о 1.8 Определяем скорость смеси в носике горелки (14) где Тсм- температура смеси (15) 1.9 Определяем пределы регулирования горелки
(16) где ωпр- скорость проскока (определяется в зависимости от вида применяемого газа, диаметра носика горелки dНГ и температуры смеси tсм 0С) определяем по графику [рис2;Лит1] ωпр=10м/с;
По Лит.1. Табл.1. выбираем горелку П и ВП cо следующими параметрами: dн.г.= 86 мм; dг=6,5 мм; D=220 мм; D1=70 мм; D2=90 мм; D3=207 мм; d=1´´; d1=3/4´´; H=145мм; H1=190 мм; H2= 383 мм; h=170 мм; K=215 мм; L=800 мм; L1=700 мм; L2=100 мм; L3=113 мм; L4=56 мм; L5=967 мм; L6=862 мм. Рис. 1 Инжекционная горелка типа ВП c dн.г.= 82 мм
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА КОНВЕРТЕРА
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; просмотров: 463; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.1.63 (0.01 с.) |