МАЭ РФ
Государственный технологический институт
Кафедра МАХП
ПЕЧЬ ТУННЕЛЬНАЯ
Курсовой проект
МАХП 800.11.00 КР
Профессор
________________
«______»_____________.
Студент группы
_________________.
«______»______________.
Содержание
Введение
1 Данные для расчета
2 Материальный расчет
3 Тепловой расчет
4 Конструктивный расчет
5 Расчет конструктивных элементов печи на прочность
5.1 Расчет фланцевого соединения кожуха
5.2 Расчет пластин кожух
5.3 Расчет футеровки
5.4 Расчет каркаса
5.5 Фундамент печи
Литература
Введение Спекание таблеток из UO2 является основной стадией технологического процесса получения таблеток. В этом процессе проявляются как все физико-химические свойства исходного порошка, так и все предыдущие технологические операции. Кроме того, на качество таблеток оказывают существенное влияние параметры самого процесса спекания, в первую очередь газовая среда, температура и время спекания.
Для регулируемого удаления летучих соединений с целью предупреждения растрескивания таблетки перед спеканием медленно нагревают до 600 - 800 °С в течение 10 часов, после чего температуру повышают до заданной температуры спекания. Заданный режим обеспечивается продвижением лодочек с таблетками в печах тоннельного типа, работающих в непрерывном режиме и имеющих три температурные зоны: нагревание таблеток, спекание и охлаждение.
1 Данные для расчета Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Исходные данные
1 Производительность, кг/сут 700 2 Начальное влагосодержание материала, % 1 3 Конечное влагосодержание материала, % 0
4 Начальная температура материала, 0C
20
5 Температура спекания, 0С
1750
6 Температура сушки, 0С
800
7 Давление газа в печи (H2), МПа
0,12
8 Плотность материала, г/см3
10,5 9 Рабочая длина печи, м 10
Примечание:
1) материал находится в печи 24 часа ;
2) молибденовые обогреватели содержатся в вакууме ;
3) охлаждение проводится продувкой инертным газом .
2 Материальный расчет Материальный расчет процесса сушки будет сводиться к составлению материального баланса и определению массовых расходов всех потоков. Уравнения материального баланса по влаге имеет вид:
,
,
где GH - массовый расход высушиваемого материала, кг/с;
GK - массовый расход высушенного материала, кг/с;
W - количество отводимой влаги, кг/с;
WH - количество влаги, содержащейся в высушиваемом материале, кг/с;
WK - количество влаги, содержащейся в высушенном материале кг/с;
Gc - массовый расход сухого материала, кг/с;
wCH - начальное влагосодержание материала, %;
wCK - конечное влагосодержание материала, %.
Из уравнения материального баланса (1) определим массовые расходы:
,
,
,
,
.
По результатам расчета составляем таблицу материального баланса.
Таблица 2 - Материальный баланс
Приход Расход Статьи прихода кг/сут % Статьи расхода кг/сут %
1 Высушиваемый материал GH
Сухой материал GC
Влага WH
707
700
7
99
1
1 Высушенный материал GK
Сухой материал GC
Влага WK
2 Влага W
700
700
0
7
99
0
1
Итого 707 100 Итого 707 100
3 Тепловой расчет Тепловой расчет сводится к составлению теплового баланса процесса сушки и процесса прокалки и определению количества подводимого тепла.
Уравнение теплового баланса процесса сушки имеет вид:
,
где - количество тепла, поступающего в печь с сухим материалом, Вт;
- теплоемкость материала, Дж/(кг К);
- начальная температура при входе в печь, 0С;
- количество тепла, поступающего в печь с влагой, Вт;
- теплоемкость влаги, Дж/(кгК);
Qнагр -тепло от нагревателей, Вт;
- количество тепла, отводимое из печи с сухим материалом, Вт;
- конечная температура материала при выходе из зоны сушки, 0С;
- количество тепла, отводимое из сушилки с влагой, Вт;
10% - потери тепла в окружающую среду, при открывании дверей и через футеровку и кирпичную кладку, Вт;
- количество тепла, поступающее с тележками, Вт;
255 Дж/(кг К);
- количество тепла, отводимое с тележками, Вт.
Определим составляющие уравнения теплового баланса:
;
;
;
;
;
;
;
Определим количество дополнительного тепла, подводимого к сушилке:
;
;
Результаты расчета теплового баланса процесса сушки приведены в таблице
Таблица 3 - Тепловой баланс
Приход Расход Статьи прихода кг/сут Статьи расхода кг/сут
1 Высушиваемый материал
с сухим материалом QCH
с влагой QWH
2 C тележкой
3 Тепло нагревателя Qнагр
1,041
0,194
0,035
55,04
1 С высушенным материалом QCK
2 С влагой WK
3 С тележкой
4 Потери
41,652
7,74
1,416
5,504
Итого 56,314 Итого 56,314
Уравнение теплового баланса процесса прокалки имеет вид:
,
где - количество тепла, поступающего в печь с сухим
материалом, Вт;
- теплоемкость материала, Дж/(кгК);
- начальная температура при входе в зону спекания, 0C ;
Qнагр -тепло от нагревателей, Вт;
- количество тепла, отводимое из печи с прокаленным
материалом, Вт ;
- конечная температура материала при выходе из печи, 0С;
10% - потери тепла в окружающую среду, при открывании дверей и через футеровку и кирпичную кладку, Вт;
- количество тепла, поступающее с тележками, Вт;
255 Дж/кг К;
- количество тепла, отводимое с тележками, Вт;
Определим составляющие уравнения теплового баланса:
;
;
;
;
Определим количество дополнительного тепла, подводимого к сушилке:
;
;
Результаты расчета теплового баланса процесса сушки приведены в таблице
Таблица 4 - Тепловой баланс
Приход Расход Статьи прихода кВт % Статьи расхода кВт %
1 С высушенным материалом QCH
2 C тележкой
3 Тепло нагревателя Qнагр
41,652
1,416
56,86
41,8
1,4
56,8
1 С прокаленным материалом QCK
2 С тележкой
3 Потери
91,12
3,12
5,686
91,3
3
5,7
Итого 99,928 100 Итого 99,926 100
4 Конструктивный расчет В конструктивном расчете необходимо определить рабочий объем печи.
Продукция в печи располагается на тележках. ............
