熱能轉(zhuǎn)換與利用計(jì)劃書

1 熱能轉(zhuǎn)換與利用計(jì)劃書 一、設(shè)計(jì)方案 1、冷卻工藝布置圖 2、設(shè)計(jì)背景： 線材在出吐絲機(jī)到集卷筒過程中經(jīng)過斯太爾摩冷卻線進(jìn)行冷卻，其冷卻速度按 量散失比較大，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種熱能回收裝置回收利用。 3、設(shè)計(jì)方案： 現(xiàn)選用風(fēng)罩空冷對(duì)其冷卻回收熱能，線材吐絲溫度為 865 ，冷卻到常溫 25 ，空氣從 20 進(jìn)入風(fēng)罩，以 700 出風(fēng)罩，高溫空氣加以利用。 二、設(shè)計(jì)流程 1、確定線材冷卻前后的溫度及空氣加熱前后的溫度 2、按等溫降將冷卻過程分成若干段 3、根據(jù)線材日產(chǎn)量、冷卻溫差、平均比容得到日產(chǎn)熱量 4、依據(jù) 3得到的熱量假設(shè)完全被空氣換熱，算出理論空氣量 5、從 6、以冷卻線長度和降溫時(shí)間算得輥道速度和每段長度。 7、根據(jù)日產(chǎn)量得到每段線材質(zhì)量及放熱量 8、已知線材參數(shù)得到換熱面積 A 9、假設(shè)每段放熱量由對(duì)流換熱吸收，由以下流程計(jì)算： 2 有公式： Re= h=Nu/l = 設(shè)流速 uuh=？ 是 流速 10、由流量、流速、輥道寬度確定風(fēng)罩高度。 11、確定每段風(fēng)罩高度。 12、計(jì)算空氣出口溫度 13、計(jì)算總的熱損失和火用效率。 三、設(shè)計(jì)參數(shù) 已知鋼材： 20#鋼 線材冷卻 3 冷鐓鋼絲又稱鉚螺鋼絲或冷頂鍛鋼絲 , 主要用于制造螺栓、螺釘、螺柱、螺母和鉚釘?shù)染o固件 , 近年來逐步擴(kuò)大到電器、照相機(jī)、紡織器材、冷凍機(jī)等領(lǐng)域 , 應(yīng)用范圍廣。采用冷鐓的方法生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件 , 變形速度快、變形程度大、變形不均勻、尺寸精度要求高 , 因此冷鐓鋼絲用鋼材首先必須有良好的塑性、尺寸精度和內(nèi)在品質(zhì) , 從冶煉到鋼絲生產(chǎn)各環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格控制工藝操作 , 才能生產(chǎn)出品質(zhì)穩(wěn)定的鋼絲。鑒于冷鐓鋼具有的良好 經(jīng)濟(jì)效益 , 廣泛的用途 ,新鋼公司對(duì)冷鐓鋼 行了開發(fā)生產(chǎn)。 表 1 分控制 4 w ( C ) w( S i) w(M n) w ( P) w ( S ) w ( A l) 于 小于 于 于 、 設(shè)計(jì)條件 : 鋼種 ) 二、 冷卻分段： t 比熱容（ kj/ 冷卻時(shí)間（ s） 第一段 880 830 50 第二段 830 780 50 三段 780 730 50 四段 730 680 50 五段 680 630 50 六段 630 580 50 七段 580 530 50 第八段 530 480 50 九段 480 430 50 十段 430 380 50 的冷卻時(shí)間 t=5 三、 計(jì)算產(chǎn)量 、速度、風(fēng)速等 設(shè)管道長度： L =度 ： v= L t=s 設(shè)鋼筋直徑： d=6道寬： b=2m 鋼筋之間的距離： l=4數(shù)： n=( 603圈 線材密度： 7850 3 日產(chǎn)量： 2* 2） 2 *603*3600*246 風(fēng)量：qm=t(=880 (每秒風(fēng)量： 3600*24=s 第一段的計(jì)算 長度： l=數(shù)： n= l*n=603=熱面積： A= *對(duì)鋼錠： =m1 t=0*1000=. =E 空氣： 進(jìn)口溫度： 30 = = H=380+430) 2材直徑設(shè)為 d=6, 線圈直徑 D=2m t =( 2 +20 2= 查附錄 5得出： =u= =7 s 空氣出口溫度： 0= t +30=0000=44 線材總的放熱量 =日產(chǎn)量 *線材平均比容 *（ 880183013051949j 第一段： 第一段質(zhì)量 =冷卻時(shí)間 *每秒產(chǎn)量 =一段的段長 =一段線材質(zhì)量 =線材密度 *線材體積 =一段線材體積 = 2） *2*第一段線材理論放熱量 =每段線材的質(zhì)量 *線材比容* t=0=一段線材理論熱流量 =第一段線材放熱量冷卻時(shí)間=h =線材直徑 * =u* = =h*每段線材面積 *（ 8 =氣總質(zhì)量 =每秒供風(fēng)量 *=氣總流量 =總質(zhì)量密度 = s 空氣每秒流量 = s 空氣換熱后的溫度： =30 + 80）= 三、計(jì)算熱損失及火用效率 1、選用硅藻土轉(zhuǎn)作為絕熱材料 體積密度： =許工作溫度 900 導(dǎo)熱系數(shù) =0、熱損失計(jì)算 (1)分段均溫第一段 25+85)2=55 (2)外部溫 度設(shè)為 20 (3)內(nèi)外溫差 t=555 (4) =05=(m2k) (5)材料厚度設(shè) =9 (6)熱流密度 q=t/ q=57)風(fēng)罩表面積 A=(2H+B)l A=(2)8)每段散熱流量 =9)總熱損失 損 =1損 +2損 +3損 +13 損 損 =10)總熱流量 熱 =1熱 +2熱 +3熱 +13 熱 熱 =10)損失率 損 =損 /熱 100 損 =00 = 五、火用計(jì)算 將風(fēng)罩出口的熱空氣把吹入熱風(fēng)爐的空氣預(yù)熱，熱風(fēng)爐進(jìn)口風(fēng)溫為 300 ，風(fēng)罩出口風(fēng)溫為 。如果不考慮熱損失，則假設(shè)熱風(fēng)能將一定質(zhì)量的冷風(fēng)加熱到 300 ，最終與其一起吹入熱風(fēng)爐。 c=1-() c =1-(300+273)/(73)= 初步計(jì)算得出熱風(fēng)的火用效率大致為 該熱能回收裝置將線材冷卻放出的熱量回收利用到加熱冷空氣并一 10 起吹入熱風(fēng)爐中。 七、設(shè)計(jì)感想 經(jīng)過十余天的奮戰(zhàn)，終于完成了一個(gè)還算可以的設(shè)計(jì)，這幾天我過的很充實(shí)，是我大學(xué)生活里繼兩次實(shí)習(xí)后又一次最充實(shí)的生活，看著自己的勞動(dòng)成果，心里有種說不出的感覺。畢竟自己的努力還算有所回報(bào)，我為自己的努力感到自豪，當(dāng)然我也認(rèn)識(shí)到了自己學(xué)習(xí)中的不足，看到了自己在運(yùn)用知識(shí)方面欠缺 。 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出分析和解決實(shí)際問題 ，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué) 11 生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。本次課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁。是我們學(xué)習(xí)熱能回收裝置設(shè)計(jì)的初步嘗試。通過課程設(shè)計(jì)是我們能綜合運(yùn)用專業(yè)課程的基本知識(shí)，并進(jìn)行融會(huì)貫通的獨(dú)立思考能力。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了指定的設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到了換熱器設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，通過課程設(shè)計(jì)是我們更加深刻的了解了換熱器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握了換熱器設(shè)計(jì)的程序和方法。培養(yǎng)了我們分析和解決工程實(shí)際問題的能力，同時(shí)通過課程設(shè)計(jì)還可以使我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度，此外，通過本次課程 設(shè)計(jì)提高了我們一下方面的能力： 1、熟悉查閱文獻(xiàn)資料，搜索有關(guān)數(shù)據(jù)，正確選用公式。當(dāng)缺乏必要數(shù)據(jù)時(shí)，可自己通過假設(shè)和校核得到。 2、綜合分析設(shè)計(jì)任務(wù)要求，確定工藝流程，用精煉的語言簡(jiǎn)潔的文字，清晰的圖表來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果，在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步，是我們認(rèn)識(shí)到合作的重要性。 在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱有關(guān)資料又與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)并向老師請(qǐng)教等方式是自己學(xué)到了不少知識(shí)， 知道了 延遲型斯太爾摩控冷線可以較靈活的控制冷卻工藝，根據(jù)各鋼種的用途和性能要求，進(jìn)行最佳的工藝配合，特別適用于要求軋后 緩慢冷卻的低合金與合金類鋼種，因而在新品種開 12 發(fā)領(lǐng)域有著廣闊的前景。此外，采用斯太爾摩控冷工藝生產(chǎn)和開發(fā)的各種線材氧化鐵皮少，在組織和性能上能較好地滿足用戶需要，使線材在后續(xù)加工中可省略熱處理與酸洗工序，降低加工成本。 但在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中 也經(jīng)