Составить тепловой баланс и рассчитать КПД печной установки без утилизации теплоты уходящих газов и

Составить тепловой баланс и рассчитать КПД печной установки без утилизации теплоты уходящих газов и с утилизацией теплоты уходящих газов за счет применения теплофикационного экономайзера. Схема нагревательной печной установки приведена на рис.4. Рис.4. К расчету нагревательной печной установки с теплофикационным экономайзером: 1 – загрузка заготовок; 2 – заготовки; 3 – рабочая камера;4 – теплофикационный экономайзер Исходные данные: производительность нагревательной печи Gм = 750 кг/ч; коэффициент избытка воздуха в рабочей камере α = 1,1; температура дутьевого воздуха tв = 30 °C; теоретический расход воздуха для горения = 7,5 м3/ч; начальная температура заготовок t'м = 22 °С; конечная температура нагретых заготовок t''м = 550 °С; объем продуктов сгорания (уходящих газов) Vг = 12 м3/ч; температура топлива tт = 20 °С; теплоемкость топлива Ст = 1,26 кДж/(кг °С); температура уходящих газов: без утилизации теплоты t'ух = 800 °С; с утилизацией теплоты t"ух = 150 °С.

Физические параметры теплоносителей и материалов:
средняя теплоемкость стальных заготовок См = 0,46 кДж/(кг °С).
Уравнение теплового баланса
Q'м + Qт = Q"м + Qух +Qпот .
Теплота материала (заготовок), поступающих в печь
Теплота, выделяющаяся в результате горения топлива
где кДж/м3 - теплота сгорания природного газа; Вт - расход топлива, м3/ч.
Теплота материала (заготовок), нагретых в печи
Теплота уходящих дымовых газов при t'ух = 800 °С
,
где Сг=1,264 кДж/(кг °С)- теплоемкость уходящих газов при t=800 °С.
Потери теплоты в окружающую среду принимаем 2% от теплоты сгорания топлива
Qпот = 0,02 Вт = 0,02 · 35000 · Вт = Вт · 700 кДж/м3 .
На основании уравнения теплового баланса
2,11 + Вт · 35272,7 = 52,71 + Вт · 12134,4 + Вт · 700 .
Расход природного газа при t'ух = 800 °С
Вт (35272,7-1213,4-700) = 52,71-2,11
КПД печной установки при t'ух = 800 °С
Теплота уходящих дымовых газов при t"ух = 150 °С

где Сг=1,08 кДж/(кг °С)- теплоемкость уходящих газов при t=150 °С.
Расход природного газа при t"ух = 150 °С
Вт (35272,7-12134,4-700) = 52,71-2,11
КПД печной установки при t"ух = 150 °С
Задачи по разделу 3.