View
47
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Barbara Halusiak Analiza wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na warunki wymiany ciepła w procesie nagrzewania wsadu w komorowym piecu grzewczym. Promotor: Dr inż. Jarosław Boryca. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Barbara Halusiak
Analiza wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na warunki wymiany ciepła w procesie nagrzewania wsadu w
komorowym piecu grzewczym
Promotor:Dr inż. Jarosław Boryca
Decydującą rolę w procesie nagrzewania wsadu stalowego, oprócz przyjętej technologii, odgrywa eksploatacja pieców grzewczych.
Odpowiednie „prowadzenie” pieca może zapewnić zminimalizowanie zużycia ciepła, straty stali na zgorzelinę oraz zabezpieczyć wysoką
jakość wyrobów finalnych i półwyrobów.
Ważnym zagadnieniem, pod względem jakości procesu nagrzewania, jest wpływ warstwy zgorzeliny na warunki przepływu ciepła wewnątrz
wsadu. Procesom nagrzewania wsadu nieodłącznie towarzyszy utlenianie stali. W wyniku tego zjawiska powstaje zgorzelina, której
obecność stanowi istotny problem dla procesu nagrzewania, gdyż może ujemnie wpływać na intensywność nagrzewania, powodować wzrost
zużycia ciepła oraz obniżać wartości końcowych temperatur w przekroju wsadu.
W pracy podjęto próbę określenia wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na wielkości charakteryzujące warunki wymiany
ciepła w piecu podczas nagrzewania wsadu stalowego.
Wstęp
Cel i zakres pracy
Celem pracy było określenie wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza na warunki wymiany ciepła w komorowym piecu grzewczym.
W ramach pracy wykonano przeprowadzono obliczenia i analizę wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stałą promieniowania układu piec-metal, stałą promieniowania układu gaz-ściana-metal. Wykonano obliczenia procesu nagrzewania oraz straty stli na zgorzelinę. Wyznaczono rozkład temperatur i gęstości strumienia ciepła. Przeprowadzono obliczenia procesu nagrzewania z uwzględnieniem powstawania zgorzeliny. Opracowano zależności matematyczne opisujące wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na podstawowe wielkości charakteryzujące warunki wymiany ciepła podczas procesu nagrzewania. Do obliczeń wykorzystano własne programy komputerowe.
Założenia do obliczeńZałożono, iż w piecu komorowym nagrzewany jest jednostronnie wsad płaski ze stali średniowęglowej. Nagrzewanie prowadzone jest dwuetapowo:
- I etap z liniowym wzrostem temperatury powierzchni- II etap ze stałą temperaturą powierzchni wsadu
Rys. 1. Ułożenie wsadu w komorze pieca
Założenia do obliczeń Do obliczeń przyjęto następujące założenia:- wymiary wsadu b =1 m, l =2 m, s=0,3 m,- wymiary pieca L =6 m, B= 3 m, H=2 m,- gęstość wsadu ρ=7850 kg/m3,- gęstość zgorzeliny ρzg=3900 kg/m3,- efekt cieplny utleniania żelaza; przy nagrzewaniu stali QFe = 6000 kJ/kg,- udział żelaza w zgorzelinie xFe=0,74,- liczba sztuk wsadu w piecu n=5, - końcowa temperatura powierzchni wsadu t”pow =1250 °C,- początkowa temperatura w osi wsadu t’oś =20 °C,- początkowa temperatura powierzchni wsadu t’pow =20 °C,- szybkość podgrzewania M=400 K/h,- emisyjność wsadu εm=0,8.
Przyjęto, że wsad stalowy nagrzewany jest w spalinach z gazu ziemnego o składzie objętościowym :
- CO2 - 0.1%- O2 - 0.1%- CH4 - 96.7%- C2H6 - 0.6%- N2 – 2.5%
Obliczenia przeprowadzono dla różnych wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania =1,05; 1,1; 1,15; 1,2; 1,25; 1,3; 1,35; 1,4.
Analiza wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stałą promieniowania układu piec-metal
Z zależności na stałą promieniowania układu piec- metal oraz na emisyjność układu piec- metal wynika, że stała promieniowania układu piec- metal nie zależy od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Emisyjność układu piec-metal zależy od współczynnika konfiguracji oraz emisyjności wsadu, która jest własnością charakterystyczną dla nagrzewanego materiału i nie zależy od atmosfery pieca.
Współczynniki konfiguracji układu metal-metal oraz układu metal-ściana są funkcją parametrów geometrycznych: wymiarów i ułożenia wsadu oraz wymiarów komory roboczej pieca. Nie zależą więc od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
mśmpiecmpiec CC 0 mmm
mmpiec
11
fC
f
ff
f
mpiec
mś
mpiecm
mm
Obliczenia dwuetapowego nagrzewania wsaduZgodnie z założeniami wykonano obliczenia procesu nagrzewania wsadu płaskiego,
przebiegającego dwuetapowo: I etap podgrzewania z liniowym wzrostem temperatury powierzchni wsadu i II etap wygrzewania przy stałej temperaturze powierzchni wsadu.
Obliczenia przeprowadzono dla M=400 K/h. W celu opracowania obliczeniowego programu komputerowego wykorzystano
zależności teoretyczne dotyczące nagrzewania wsadu i straty stali.
Rys.2. Okno programu do obliczeń dwuetapowego procesu nagrzewania wsadu płaskiego
7,366
7,596
7,822
8,045
8,265
8,482
8,696
8,908
7,2
7,4
7,6
7,8
8
8,2
8,4
8,6
8,8
9
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Stra
ta s
tali
z, k
g/m2
Rys.3. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stratę stali dla szybkości podgrzewania M=400K/h
Strata stali na zgorzelinę rośnie wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stratę stali można opisać zależnością :
40344753092 ,,z
9,954
10,264
10,570
10,87111,169
11,46211,751
12,037
9,59,75
1010,25
10,510,75
1111,25
11,511,75
1212,25
12,5
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45 1,5
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Ilość
zgo
rzel
iny
z', k
g/m2
Rys.4. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na ilość powstającej zgorzeliny dla szybkości podgrzewania M=400K/h
Ilość zgorzeliny rośnie wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na ilość powstającej zgorzeliny można opisać zależnością :
950555720393 ,,'z
2,552
2,710
2,788
2,864
2,939
3,013
3,087
2,632
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3
3,1
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Gru
bość
war
stw
y zg
orze
liny
szg
., m
m
Rys.5. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na grubość warstwy zgorzeliny dla szybkości podgrzewania M=400K/h
Grubość warstwy zgorzeliny rośnie wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na grubość warstwy zgorzeliny można opisać zależnością:
525871953840 ,,szg
155,3
157,1
158,9
160,6
162,2
163,8
165,4
166,9
154
156
158
160
162
164
166
168
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Racj
onal
na s
zybk
ość
podg
rzew
ania
M
racj.
, K/h
Rys.6. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na wartość racjonalnej szybkości podgrzewania
Wartość racjonalnej szybkości podgrzewania rośnie wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na wartość racjonalnej szybkości podgrzewania można opisać zależnością :
053353378875120 ,,M .racj
Analiza wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stałą promieniowania układu gaz- ściana- metal
Rys.7. Okno programowe do obliczenia stałej promieniowania układu gaz- ściana- metal
W celu opracowania komputerowego programu obliczeniowego wykorzystano analityczne zależności dotyczące procesu spalania, promieniowania gazów i wymiany ciepła w piecach grzewczych.
0,51
0,515
0,52
0,525
0,53
0,535
0,54
0,545
0,55
0,555
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Emis
yjn
ość
ukł
adu
gaz
-ści
ana-
me
tal
Egśm Etap I
Etap II
Rys.8. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na emisyjność układu gaz- ściana- metal
2051290209070707980 ,,,Igśm
205009020408071210 ,,,IIgśm
Emisyjność układu gaz-ściana -metal maleje wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na emisyjność układu gaz-ściana- metal dla I etapu można opisać zależnością:
a dla II etapu zależnością:
2,92,922,942,962,98
33,023,043,063,08
3,13,123,143,16
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Stał
a p
rom
ien
iow
ania
ukł
adu
gaz
-ści
ana-
me
tal C
gśm
, W/(
m2. K4 )
Etap I
Etap II
Rys.9 Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stałą promieniowania układu gaz- ściana- metal
2290930185631014394 ,,,C Igśm
2283930156981037534 ,,,C IIgśm
Stała promieniowania układu gaz-ściana- metal maleje wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na stałą promieniowania układu gaz-ściana-metal dla I etapu można opisać zależnością :
a dla II etapu zależnością:
Analiza wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na temperaturę spalin i radiacyjny współczynnik przejmowania ciepła
Rys.10.Okno programu do wyznaczania temperatur wsadu, pieca i spalin oraz gęstości strumienia ciepła dla etapu podgrzewania
W celu określenia wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na temperaturę spalin i radiacyjny współczynnik przejmowania ciepła opracowano programy komputerowe do wyznaczania temperatur wsadu, pieca i spalin oraz gęstości strumienia ciepła dla obydwu etapów nagrzewania.
Rys.11. Okno programowe do wyznaczenia temperatur wsadu, pieca i spalin oraz gęstości strumienia ciepła dla etapu wygrzewania
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Czas, h
Wsp
ółc
zyn
nik
prz
ejm
ow
ania
cie
pła
, W/(
m2
.K
)
Analizując wykres można stwierdzić, że współczynnik przejmowania ciepła rośnie dla etapu podgrzewania i maleje dla etapu wygrzewania. Średni współczynnik przejmowania ciepła dla etapu podgrzewania wynosi α=332 W/(m2 .K), natomiast dla etapu wygrzewania α=564 W/(m2 .K).
Rys. 12..Zmiana współczynnika przejmowania ciepła w czasie nagrzewania
Rys. 13. Zmiany temperatur oraz gęstości strumienia ciepła w czasie nagrzewania
1120
1122
1124
1126
1128
1130
1132
1134
1136
1138
1140
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pera
tura
śre
dnia
spa
lin t
sp ś
r, o C
Rys. 14.Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość temperatury spalin w czasie podgrzewania
1310
1312
1314
1316
1318
1320
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pera
tura
śre
dnia
spa
lin t
sp ś
r, o C
Rys.15 Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość temperatury spalin w czasie wygrzewania
Analizując otrzymane wyniki, można stwierdzić iż ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie temperatura spalin w czasie podgrzewania jak i wygrzewania.
Analiza wpływu wartości stosunku nadmiaru powietrza na warunki wymiany ciepła w procesie nagrzewania wsadu z uwzględnieniem
powstającej warstwy zgorzeliny
Rys.16. Okno programu do wyznaczania temperatur oraz gęstości strumienia ciepła z uwzględnieniem powstającej zgorzeliny dla etapu podgrzewania
W celu opracowania komputerowego programu obliczeniowego wykorzystano analityczne zależności uwzględniające powstawanie zgorzeliny.
Rys.17. Okno programowe do wyznaczania temperatur oraz gęstości strumienia ciepła z uwzględnieniem powstającej zgorzeliny dla etapu wygrzewania
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Śre
dn
ia w
arto
ść s
tru
mie
nia
cie
pła
od
zgo
rze
liny
qzg
, W/m
2
Rys.18. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość strumienia ciepła od powstającej zgorzeliny w czasie podgrzewania
6600
6800
7000
7200
7400
7600
7800
8000
8200
8400
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Śred
nia
war
tość
str
umie
nia
ciep
ła o
d zg
orze
liny
qzg
,
W/m
2
Rys.19. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość strumienia ciepła od powstającej zgorzeliny w czasie wygrzewania
Analizując otrzymane wyniki obliczeń można stwierdzić, iż ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie średnia wartość strumienia ciepła od powstającej zgorzeliny, co ma bezpośredni wpływ na podniesienie temperatury pieca.
Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość strumienia ciepła od powstającej zgorzeliny dla okresu podgrzewania można opisać zależnością:
7693442242 ,,q podzg
a dla okresu wygrzewania zależnością:
6405272534 ,,q wygzg
800810820830840850860870880890900910920
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pe
ratu
ra p
ieca
tp
iec,
o C
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
1465,001465,201465,401465,601465,801466,001466,201466,401466,601466,801467,001467,201467,401467,601467,801468,00
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pera
tura
pie
ca t pie
c, o C
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
Rys. 21. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na temperaturę pieca w czasie podgrzewania dla czasu τ=3 h
Rys. 20. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na temperaturę pieca w czasie podgrzewania dla czasu τ=0,25 h
Wyniki obliczeń, z uwzględnieniem powstającej zgorzeliny, świadczą o tym, iż dla określonych czasów podgrzewania ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie temperatura pieca.
Jednak z upływem czasu podgrzewania, wzrost ten jest już bardzo niewielki.
Uwzględnienie warstwy powstającej zgorzeliny powoduje, iż temperatura pieca osiąga wyższe wartości niż dla nagrzewania bez zgorzeliny.
1350
1360
1370
1380
1390
1400
1410
1420
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pera
tura
pie
ca t pie
c, o C
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
1350
1360
1370
1380
1390
1400
1410
1420
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pera
tura
pie
ca t pie
c, o C
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
Rys. 22. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na temperaturę pieca w czasie wygrzewania dla czasu τ=0,5 h
Rys. 23. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na temperaturę pieca w czasie wygrzewania dla czasu τ=5 h
Dla czasu wygrzewania występuje podobna tendencja jak dla podgrzewania, że wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie temperatura pieca.
1120
1140
1160
1180
1200
1220
1240
1260
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pe
ratu
ra ś
red
nia
sp
alin
tsp
śr, o C
bez zgorzeliny ze zgorzeliną
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Tem
pe
ratu
ra ś
red
nia
sp
alin
tsp
śr, o C
bez zgorzeliny ze zgorzeliną
Rys. 24. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość temperatury spalin w czasie podgrzewania
z uwzględnieniem zgorzeliny
Rys. 25. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość temperatury spalin w czasie wygrzewania
z uwzględnieniem zgorzeliny
Ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie średnia wartość temperatury spalin, z uwzględnieniem powstawania zgorzeliny.
Dla okresu podgrzewania występują bardziej wyraźne różnice pomiędzy wartościami z uwzględnieniem zgorzeliny i bez niej, natomiast dla okresu wygrzewania, dla mniejszych wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania są one zbliżone, a ze wzrostem wartości α różnica ta rośnie.
300
305
310
315
320
325
330
335
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Śre
dn
ia w
arto
ść w
spó
łczy
nn
ika
prz
ejm
ow
ania
cie
pła
α, W
/(m
2. K
)
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
300320340360380400420440460480500520540560580
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45
Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Śred
nia
war
tość
wsp
ółcz
ynni
ka p
rzej
mow
ania
ciep
ła α
, W/(
m2.K)
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
Rys. 26. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość współczynnika przejmowania ciepła w czasie
podgrzewania
Rys. 27. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość współczynnika przejmowania ciepła w czasie wygrzewania
Można zauważyć, że z wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania maleje średnia wartość współczynnika przejmowania ciepła dla okresu podgrzewania.
Uwzględnienie warstwy powstającej zgorzeliny powoduje, iż średnia wartość współczynnika przejmowania ciepła osiąga niższe wartości niż dla nagrzewania bez zgorzeliny.
Dla okresy wygrzewania ma miejsce podobna tendencja, przy czym występują znacznie większe różnice pomiędzy współczynnikiem przejmowania ciepła bez zgorzeliny i z jej uwzględnieniem.
115000116000117000
118000119000120000121000122000
123000124000125000
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Śre
dn
ia w
arto
ść je
dn
ost
kow
ego
stru
mie
nia
cie
pła
q, W
/m2
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
160001700018000
1900020000210002200023000
240002500026000
1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45Wartość stosunku nadmiaru powietrza spalania α
Śre
dn
ia w
arto
ść je
dn
ost
kow
ego
stru
mie
nia
cie
pła
q, W
/m2
z uwzględnieniem zgorzeliny bez zgorzeliny
Rys.28. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość jednostkowego strumienia ciepła w czasie
podgrzewania
Rys. 29. Wpływ wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania na średnią wartość jednostkowego strumienia ciepła w czasie wygrzewania
Analizując wykresy, można stwierdzić, powstawanie zgorzeliny, pomimo wzrostu temperatury pieca, powoduje zmniejszenie średniej wartości jednostkowego strumienia ciepła zarówno w okresie podgrzewania jak i wygrzewania.
STWIERDZENIA I WNIOSKI Na podstawie przeprowadzonej analizy teoretycznej oraz wykonanych obliczeń można sprecyzować następujące wnioski:
A. Stała promieniowania układu piec-metal nie zależy od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania. Wartość stałej promieniowania układu piec-metal wynosi 3,83 co świadczy o tym, że mieści się w granicach dla dobrze zaprojektowanego pieca grzewczego.
B. Strata stali na zgorzelinę, ilość zgorzeliny oraz grubość warstwy zgorzeliny rośnie wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania. Zależność tych wielkości od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania można określić prostą zależnością liniową typu: y=a+b.x.
C. W celu ograniczenia straty stali na zgorzelinę, ilości zgorzeliny oraz grubości warstwy zgorzeliny proces nagrzewania należy prowadzić z racjonalną szybkością podgrzewania. Wartość racjonalnej szybkości podgrzewania rośnie wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania.
D. Emisyjność oraz stała promieniowania układu gaz-ściana-metal maleje wraz ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania. Zależność tych wielkości od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania można określić prostą zależnością wielomianową typu: y=a+b.x+c.x2.
E. Współczynnik przejmowania ciepła nie zależy od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania, co można wytłumaczyć faktem, iż współczynnik przejmowania ciepła oblicza się jako funkcję temperatury pieca, gęstości strumienia ciepła i temperatury powierzchni wsadu, które to wielkości nie zależą od wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania, jeżeli nie uwzględnia się tworzenia zgorzeliny na powierzchni wsadu.
F. Ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie średnia wartość temperatury spalin. Dla okresu podgrzewania wzrost ten jest bardziej wyraźny, natomiast dla okresu podgrzewania jest on niewielki, bardziej stabilny. Średnie wartości temperatury spalin dla okresu podgrzewania są znacznie niższe niż dla okresu wygrzewania, jednak dla okresu podgrzewania występują większe różnice pomiędzy temperaturą spalin na początku i na końcu nagrzewania.
G. Ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie strumień ciepła od powstającej zgorzeliny zarówno dla okresu podgrzewania jak i wygrzewania, dla tych samych czasów.
H. Ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie średnia wartość strumienia ciepła od powstającej zgorzeliny, co ma bezpośredni wpływ na podniesienie temperatury pieca.
I. Uwzględnienie warstwy powstającej zgorzeliny powoduje, iż temperatura pieca osiąga wyższe wartości niż dla nagrzewania bez zgorzeliny.
J. Ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie temperatura spalin w czasie podgrzewania jak i wygrzewania.
K. Ze wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania rośnie również średnia wartość temperatury spalin, z uwzględnieniem powstawania zgorzeliny. Dla okresu podgrzewania występują bardziej wyraźne różnice pomiędzy wartościami z uwzględnieniem zgorzeliny i bez niej, natomiast dla okresu podgrzewania, dla mniejszych wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania są one zbliżone, a ze wzrostem wartości α różnica ta rośnie.
L. Wzrostem wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania powoduje, iż maleje średnia wartość współczynnika przejmowania ciepła dla okresu podgrzewania i wygrzewania. Uwzględnienie warstwy powstającej zgorzeliny powoduje, iż średnia wartość współczynnika przejmowania ciepła osiąga niższe wartości niż dla nagrzewania bez zgorzeliny.
M. Reasumując zwiększenie wartości stosunku nadmiaru powietrza spalania powoduje wzrost temperatury pieca, zmniejszenie współczynnika przejmowania ciepła, ale zmniejszenie średniej wartości jednostkowego strumienia ciepła, w związku z czym aby utrzymać parametry temperaturowe w czasie nagrzewania, należy zwiększyć czas zarówno podgrzewania jak i wygrzewania, przez co maleje wydajność pieca.
Dziękuję za uwagę
Recommended