Печи-теплогенераторы

Общая теория печей является необходимым этапом на пути создания аналитических теорий тепловой работы печей различного технологического назначения и тем самым теоретических основ автоматического управления печами. Общая теория печей позволяет сделать обобщения, недостижимые в рамках технической физики и невозможные при разработке теорий тепловой работы конкретных печей. В основу классификации печей положено Подразделение их на две основные группы печи-теплообменники и печи-теплогенераторы. Такое деление носит условный характер, но удобно и важно для установления определяющего теплотехнического процесса. [c.3]

Массообменный режим, характерный для печей-теплогенераторов, обеспечивается внесением реагента в зону технологического процесса, следствием чего является протекание в этой зоне химических реакций с соответствующим тепловым эффектом. [c.40]

Электрический режим, также характерный для печей-теплогенераторов, обеспечивает возникновение тепла в зоне технологического процесса за счет электрической энергии, введенной непосредственно в эту зону. [c.40]

Характерными примерами печей-теплогенераторов являются конверторы для рафинирования чугуна в черной металлургии, конверторы для получения меди из штейна в цветной металлургии, печи для обжига в кипящем слое. Примером печей-теплогенераторов являются также электрические печи с прямым подводом тока в зону технологического процесса и индукционные печи. [c.43]

В автогенных и топливных печах-теплогенераторах эффект теплогенерации зависит от того, в каком виде подводится окислитель в зону технологического процесса — в виде воздуха, кислорода или окислов. Таким образом, для реализации химической энергии сырьевых материалов или топлива в зоне технологического процесса в нее должна быть введена определенная масса окислителей, и поэтому определяющим процессом, обеспечивающим возникновение тепла в зоне, является процесс поступления определенной массы кислорода в том или ином виде. Такой режим работы печей естественно называть массообменным. Режим работы печей, в которых генерация тепла в зоне зависит от подвода или наведения электрического тока, будем называть электрическим. [c.44]

Уравнение (38) справедливо как для периодического, так и для непрерывного процесса. С математической точки зрения. непрерывный процесс в печах-теплогенераторах отличается от периодического только тем, что временные параметры заменены пространствами. Пусть w скорость реакции окисления какого-нибудь элемента, имеющего концентрацию С, тогда [c.46]

Смесеобразование может быть частично или полностью предварительным. Оно может быть в гомогенной или гетерогенной среде может происходить с материалами, находящимися в твердом, жидком или газообразном состоянии. От всего этого зависит возможное развитие межфазной поверхности, величина которой при гетерогенных условиях определяет быстроту химического процесса и, стало быть, темп работы и производительность печи-теплогенератора с массообменным режимом. [c.49]

Из структуры уравнений (37) и (38) следует, что они справедливы для самых разнообразных смешанных режимов работы печей-теплогенераторов, но упрощаются соответствеино для автогенного массообменного (42), топливного (43) и электрического режимов (44) [c.49]

Детерминированное математическое описание массообменных процессов в зоне технологического процесса все же получается крайне несовершенным, прежде всего из-за трудности достоверно сформулировать граничные условия. Общ,ая теория печей при анализе тепловой работы печей-теплогенераторов исходит из предпосылки, что в большинстве практически важных случаев процесс распределения окислителя не является лимитирующим звеном, и поэтому процесс в целом лимитируется только подачей окислителя в зону технологического процесса. Указанное допущение позволяет при [c.51]

Очевидно, что чем больше энергии излучается непосредственно на поверхность нагрева и соответственно чем меньше посредством футеровки, тем легче условия ее службы, тем большая интенсивность теплоотдачи может быть получена. Успех, таким образом, зависит от возможности организовать наиболее совершенный прямой направленный теплообмен. Наглядным примером может служить работа дуговых электрических печей. Из рис. 15,а видно, что колодцы, образующееся в плавящейся шихте, закрывают футеровку от высоко-температурных дуг, что позволяет работать на длинных дугах, обеспечивая высокую расходуемую мощность за счет высокого напряжения и низкой силы тока. В этот период тепло генерируется главным образом внутри слоя шихты. Подобный режим приближается к режиму печей-теплогенераторов. Напротив, в период нагрева жидкой ванны (рис. 15,6), когда футеровка интенсивно облучается, приходится работать на коротких дугах, т. е. при низком напряжении и высокой силе тока. [c.69]

Сочетание генерации тепла с комбинированной теплоотдачей создает в печи зону с режимом печи-теплогенератора (зона Б на рис. 37). Указанный комбинированный теплообмен отличается высокой интенсивностью, сближением температур поверхностей кусков кокса и материала. В данной зоне в целом процесс лимитируется генерацией тепла. Протяженность этой зоны по высоту [c.118]

Однако применительно к печам-теплогенераторам весь слой твердого топлива до высоты Яг целесообразно рассматривать как зону теплогенерации, поскольку с точки зрения требований технологического процесса может быть использовано только то тепло, которое, остается свободным после завершения всех реакций взаимодействия топлива и окислителя. [c.149]

Приведенные выше некоторые сведения из теории горения твердых топлив необходимы для понимания топливного режима работы печей-теплогенераторов. [c.149]

Из анализа работы печей-теплогенераторов с рассмотренным выше режимом работы вытекает ряд принципов, которые необходимо учитывать при разработке новых и совершенствовании существующих печей. [c.198]

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ПЕЧЕЙ-ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ [c.200]

Под электрическим режимом работы печей-теплогенераторов понимается такой режим, при котором тепло в зоне технологического процесса возникает в результате преобразования электрической энергии, вводимой непосредственно в эту зону. Технологическое оборудова- [c.200]

В этом случае при конструировании печей-теплогенераторов используется способность переменного тока создавать переменное магнитное поле и как следствие индуцировать в материалах, обладающих маг- нитной проницаемостью, токи, в частности вихревые (токи Фуко), характеризующиеся движением свободных элект- 2 ронов по замкнутым контурам. С точки зрения магнитной проницаемости все тела разделяются на два класса ферромагнетики (железо, сталь, чугун, никель, кобальт и неко-горые сплавы) и парамагнетики. Магнитная проницаемость различных парамагнетиков маЛо отличается и при практических расчетах принимается равной и—1-10 Г/м, т. е. близкой к магнитной проницаемости вакуума ()11а= 1,256-10 Г/м). [c.204]

Вопрос о подведении тока в зону технологического процесса (определяющей процесс) является важным, но он определяет только одну сторону оптимизации электрического режима работы печей-теплогенераторов. Другой стороной вопроса является определяемый процесс, т. е. процесс распределения тепла в зоне технологического процесса. Неравномерное выделение тепла в зоне компенсируется средствами теплообмена (теплопроводность, конвекция, излучение), однако необходимость в такой компенсации неравномерности теплогенерации часто связана с замедлением технологического процесса. Именно поэтому получение равномерной по объему зоны теплогенерации за счет должного распределения электроэнергии в зоне в некоторых случаях является важной задачей прп конструировании печей. [c.210]

Анализ этого вопроса лежит в основе оптимизации электрического режима работы печей-теплогенераторов. [c.210]

Нагрев массивных тел перед пластической обработкой металлов давлением, а также в целях изменения структуры металла (термическая обработка) является распространенным процессом в промышленности. Печи-теплообменники, применяемые для этой цели характеризуются низким коэффициентом использования энергии. Совмещение зон технологического процесса и теплогенерации, характерное для печей-теплогенераторов, применительно к массивным твердым телам практически возможно только на базе использования электрической энергии. [c.211]

Классификация по наиболее распространенным условиям, связанным с течением определяемого процесса. Для печей-теплообменников — это условия на границах зон генерации тепла и технологического процесса. Для печей-теплогенераторов — это условия внутри зоны технологического процесса. [c.253]

Естественно, что для печи-теплогенератора (например, для конвертера) т.г =1 напротив, для нагревательной печи, если пренебречь теплом образования окалины, т]т.г 0. [c.36]

В первой зоне теплообмен как определяющий процесс может отсутствовать, если тепло генерируется на поверхности твердой фазы кипящего слоя (сжигание топлива, обжиг серосодержащих материалов и т. д.). В этом случае тепловое устройство работает как теплогенератор или печь-теплогенератор. В других случаях в первой зоне имеет место развитый теплообмен между твердой и газообразной фазами. [c.479]

Наиболее часто рассматриваемый режим применяют в печах-теплогенераторах, т. е. в тепловых устройствах, в которых тепловая энергия получается за счет химической энергии самого материала, подвергаемого тепловой обработке (обжиг концентратов, никелевого файнштейна, пиритных хвостов и т. д.). Топливо в этом случае затрачивается только на разогрев камеры, где осуществляется кипящий слой, а расход топлива на собственно процесс отсутствует, в некоторых случаях даже требуется отбор тепла при помощи холодильников различных конструкций. Температурный уровень процесса определяется исключительно технологическими требованиями, но он должен быть таким, чтобы жидкая фаза не образовывалась. [c.503]

Если в печах-теплогенераторах с кипящим слоем основным элементом расчета должен быть процесс выделения тепла, то в печах-тепловых аппаратах, работающих по принципу кипящего слоя, основным элементом расчета является теплопередача от газообразного теплоносителя к частицам обрабатываемого материала. [c.505]

Общая теория печей-теплогенераторов не рассматривается, поскольку в основе работы печей данного типа лежат процессы теплогенерации, сопровождающие протекание технологических [c.557]

Изложенное в пп. 3 и 4 предопределяет предпочтительную область применения струйно-стабилизаторных горелок — топки, печи, теплогенераторы, сушила, работающие с высокими и переменными избытками воздуха. [c.52]

Рассматривается общая теория печей, основанная на современных достижениях науки и техники. В основу книги положена классификация топливных- и электрических металлургических печей по определяющему виду теплотехнического процесса. Подробно рассмотрены типовые режимы тепловой работы печей-теплообменников (радиационный и конвективный) и печей-теплогенераторов (массообмеп-ный и электрический). Даны рекомендации по улучшению тепловой работы и конструкции печей с различными режимами работы. [c.2]

Согласно ранее данному определению (см. рис. I) в печах-теплогенераторах зоны технологического процесса и теплогенерации совмещены, и необходимая энергия поступает в зону технологического процесса не в виде тепла через границы этой золы, как это имеет место в печах-теплообменниках, а путем подачи в зону технологического процесса других видов энергии, лревращаемых в тепло. [c.42]

В гл. VI рассмотрено применение псевдоожиженного слоя в условиях конвективного режима, а также некоторые общие положения, касающиеся исевдоожижен-ного состояния сыпучих материалов. В условиях массообменного режима твердая сыпучая фаза содержит энергетические ингредиенты, а псевдоожижающая среда, обычно воздух, является реагентом-окислителем. О бразование а исевдоожижеин ом 1Слое Ж Идкой фазы приводит к нарушению работы слоя (при псевдоожижении газом), поэтому печи-теплогенераторы этого типа не используются как плавильные агрегаты. Рас-., смотрим на примере из цветной металлургии массообменный режим этого типа, где он используется при прел варитедьнпй обработке сырьевых териалов, со- . держащих серу и железо, т. е. примесей, удаление которых связано с генерацией тепла в размерах поряд ка 13600 кДж на 1 7775"1Щж на 1 кг — [c.168]

Первый вариант печей-теплогенераторов этого типа служит для переработки жидкого исходного продукта в конечный жидкий проЛукт иного состава. Такие печи в металлургии носят название конверторов. В черной металлургии конверторные процессы применяются для переработки чугуна.. а 53 ь, в цветной — для перера-, ботки штейна в белый штейн или черновой металл. [c.170]

Классификация по определяющему процессу предусматривает разделе1ние режимов работы печи на две основные группы в зависимости от способа возникновения тепла в зоне технологического процесса (печи-теплообменники и печи-теплогенераторы). [c.253]

Общая теория печей позволяет сделать обобщения, недостижимые в рамках технической физики и невозможные при разработке вопросов теории тепловой работы конкретных печей. Общая теория печей является необходимым этапом на пути создания аналитических теорий тепловой работы печей различного технологического назначения и тем самым теоретических основ автоматического регулирования печей. В основу классификации печей положено разделение применяемых печей на две группы печи-теплогенераторы, именуемые сокращенно теплогенераторами, и печи-теплообменники, именуемые сокращенно печами. Такое деление носит условный характер, но важш для установления определяющего теплотехнического процесса. Общая теория печей-теплогенераторов в данной книге не затрагивается. [c.6]

То же самое происходит и в ванне индукционных плавильных. печей. Что касается внешней теплоотдачи к обрабатываемому материалу, то в теплогенераторах ее нет. Теплогенераторы можно разделить на две группы простые теплогенераторы, в которых процесс тепловыделения имеет самостоятельное значение и не связан непооредственно с определенным технологическим процессом (топка, факел пламени, электрическая дуга, резисторы электрических печей сопротивления и т. д.). Простые теплогенераторы обычно представляют собой элемент теплового аппарата. Вторая группа — печи-теплогенераторы (конвертеры, индукционные электрические печи и т. д.), отличающиеся тем, что в них генерация тепла органически сочетается с тем или иным технологическим процессом. Выделение группы печей-теплоге-нераторов, естественно, вытекает из того, что покрытие потребности в тепле, необходимом для протекания того или иного технологического процесса, может осуществляться двумя принципиально различными путями за счет тепла, выделяющегося в сам01м материале, который подвергается тепловой обработке, и за счет тепла, получаемого извне. [c.10]

Как указывалось во введении, материал, подвергаемый тепловой обработке, также может быть использован как сопротивление. В этом случае в соответствии с принятой класоификаци-ей тепловое устройство будет представлять собой печь-теплогенератор. В печах —тепловых аппаратах материал, подвергаемый тепловой обработке, не иапользуется как сопротивление и поэтому последнее представляет собой вполне самостоятельный конструктивный элемент печи. Сопротивлание может нагреваться (Прямым способом путем наложения электрического напряжения (В результате непосредственного контакта или коовенным способом путем наведения тока электромагнитным полем (индукционный нагрев). [c.254]

В печах-теплогенераторах внещняя теплоотдача к материалу отсутствует и поэтому расход тепла покрывается за сч ет экзотермической реакции, протекающей в материале, подвергаемом тепловой обработке. [c.540]

Существуют печи, которые работают периодически, то как печи-теллО Обменники, то как печи-теплогенераторы. Например в мартеновской печи, работающей на обогащенном воздухе, в период бурного выделения окиси углерода, теплогенерации за счет химической энергии чугуна в смысле поступления тепла в печь может играть решающую роль. Схема автоматического регулирования в этом случае должна объединять оба рассмотренных выше случая и обеспечивать переход от регулирования по уравнению (398) к регулированию по уравнению (401). [c.541]

Выбросы ряда технологических процессов имеют высокое содержание кислорода, что позволяет рассматривать их как загрязненный воздух и использовать в качестве окислителя при сжигании топлива в технологических печах, теплогенераторах или в самих установках термообезвреживания. В таких случаях горючие компоненты отбросных газов могут повлиять на характеристики горения. Поэтому в балансовые расчеты должны быть введены поправки на физический объем, потребность в окислителе, и другие характеристики горючих загрязнителей. Основные формулы и соотноще-ния для подобных расчетов имеют следующий вид [c.69]