Физика - готовые работы

1. Задание
Спроектировать двухкомплектный реверсивный тиристорный преобразователь, ра-ботающий на якорь электродвигателя постоянного тока, предназначенного для привода тележки. Тележка осуществляет движения вперёд – назад между двумя станциями. При движении вперёд комплект вентилей "Вперёд" преобразователя работает в выпрями-тельном режиме, обеспечивая разгон тележки, а затем и равномерное движение. Тор-можение осуществляется при работе комплекта "Назад" в инверторном режиме. При обратном движении тележки процессы происходят аналогично для соответствующих комплектов.
Режим нагрузки повторно-кратковременный; график нагрузки, тип двигателя, его но-минальная мощность Pн, номинальное напряжение Uн, номинальный ток Iн, сопротивле-ние якорной цепи Rя, индуктивность якорной цепи Lя и номинальная частота вращения n определяются рисунком 1 и таблицей 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Тип дви-гателя Рн, кВт Uн, В Iн, А Rя, Ом Lя, мГн n, об/мин График нагрузки
tц, с tп, с tу, с tо, с Iп/Iн Iу/Iн
Д 808 37 220 192 0.0593 5.81 565 50 2.5 11 5 2.0 0.8
Рисунок 1 – График нагрузки
где Iпв,Iпи – токи перегрузки соответственно в выпрямительном и инверторном режимах;
Iув,Iуи – установившиеся токи в выпрямительном и инверторном режимах;
tпв,tпи – длительности перегрузок в выпрямительном и инверторном режимах;
tув,tуи – длительности установившихся нагрузок в выпрямительном и инверторном режимах;
tц – время цикла;
t0 – время паузы в нагрузке;
индексы "1" относятся к комплекту "Вперёд", а "2" – к комплекту "Назад" двухком-плектного преобразователя.
Для упрощения расчётов, принять:
Iпв1 = Iпи2 = Iпв = Iпи = Iп = ;
Iув1 = Iув = Iуи = Iу = 153.6 А;
Iпв2 = Iпи1 = 0.6Iп = 230.4 А;
Iув2 = 0.6Iу = 92.16 А;
tпв1 = tпв2 = tпи1 = tпи2 = tпв = tпи = tп = 2.5 с;
tув1 = tув2 = tув = tуи = tу = 11 с;
Номинальное напряжение сети Uсн = 380 В;
Колебания сети ±10%.
Номинальное напряжение на двигателе должно быть обеспечено при установив-шемся токе нагрузки Iу и допустимых колебаниях напряжения в сети.
Схема выпрямления – трёхфазная мостовая.
Коэффициент пульсаций тока q при токе установившейся нагрузки Iу не более ±2%;
Температура окружающей среды Та = +400 С; охлаждение воздушное (естественное и принудительное).
Индивидуальное задание: как изменяться характеристики, если схема выпрямителя будет не мостовой, а нулевой.

2. Выбор силового трансформатора
2.1 Расчёт параметров и выбор силового трансформатора
Трансформатор вместе с преобразователем должен обеспечивать номинальной значение напряжения на якоре двигателя при допустимых колебаниях напряжения сети и заданном установившемся токе нагрузки Iу. Поэтому вторичное напряжение силового трансформатора рассчитывается для минимального напряжения сети Ucmin. Расчётное значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора:
U2 = KR•Uн / KU•Kcmin,
U2 = 109.687 В,
где KR – коэффициент, учитывающий падение напряжения за счёт коммутации и актив-ных сопротивлений трансформатора, вентилей, сглаживающего реактора; предва-рительно KR = 1.05;
KU – коэффициент схемы (для трёхфазной мостовой схемы KU = 2.34);
Kcmin – коэф-т, учитывающий допустимое понижение напряжения сети до Ucmin,
Kcmin = Ucmin / Ucн,
Kcmin = 0.9
В каталогах на трансформаторы обычно указывается линейное вторичное напряже-ние
U2л = √3•U2,
U2л = 189.983 В.
Тогда расчётный коэффициент трансформации при схеме соединения трансформа-тора "звезда - звезда"
KT = U1л / U2л,
KT = 2.000.
Расчётное значение тока вторичной обмотки при токе нагрузки Id
I2 = KI•Id,
I2 = 125.414 А,
где KI – коэффициент схемы, характеризующий отношение токов I2 / Id в идеальном вы-прямителе при Xd = ∞ (для трёхфазной мостовой схемы KI = √(2/3)).
При расчёте токов можно предварительно принять, что номинальный ток выпрями-теля Id равен установившемуся току Iу.
Расчётное значение тока первичной обмотки
I1 = I2 / KT,
I1 = 62.707 А.

04.07.06 Поднятие лифта вручную и пуск его после блокирования (неточная остановка). Настройка точной остановки на 12, 13 этажах пр-т Ленина 64.
05.07.06 Находился в диспетчерской. Наблюдал за работой оборудования.
06.07.06 Проверка и наладка цепи освещения кабины. Лифт МЭЛ. ул. Энгельса 26.
07.07.06 Заедание замка закрывания дверей шахты 1 этажа. Проникновение в шахту и устранение. ул. Сони Кривой 69.
10.07.06 Замена кнопок приказа 5 и 8 этажа на панели приказа в кабине.
Замена лампы освещения. ул. Энгельса 32.
11.07.06 Замена проводки и патронов освещения кабины. ул. Володарского 32.
12.07.06 Замена контактора закрывания дверей (380 В).
13.07.06 Поиск путём прозвона и устранение неисправности в цепи пуска двигателя. ул. Сони Кривой 69.
14.07.06-15.07.06 Замена двигателя.
18.07.06 Замена и настройка ограничителя скорости кабины.
Технические характеристики обслуживаемых лифтов
СЛЗ (Самаркандский Лифтостроительный Завод)
Двигатель АН160S6
Мощность 3000 Вт.
Грузоподъемность 350 кг.
Скорость движения
кабины 0.7 м/с
ЩЛС Т-02 (Щербинский Лифтостроительный Завод)
Двигатель 9676AX55
Мощность 5000 Вт.
Грузоподъемность 400 кг.
Скорость движения
кабины 1 м/с
МЭЛ (Ярославль)
Двигатель 9676AX37
Мощность 8500 Вт.
Грузоподъемность 500 кг.
Скорость движения
кабины 1 м/с
Л 471.00 (Урал-Транслифт)
Двигатель АНП180SA6
Мощность 5000 Вт.
Грузоподъемность 400 кг.
Скорость движения
кабины 0.71 м/с
I. ОПИСАНИЕ И РАБОТА
1.1 ОПИСАНИЕ И РАБОТА ЛИФТА.
1.1.1. Назначение лифта.
Лифт предназначен для подъема и спуска людей. В отдельных случаях допускается, в сопровождении пассажира, подъем и спуск грузов вес и габариты которых вместе не превышают номинальную грузоподъемность лифта и не повреждают оборудование и отделку его
кабины.
Лифты не предназначены для работы:
- в зданиях и помещениях, отнесенных к категориям А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности национальных норм в области пожарной опасности;
- в помещении с агрессивными парами или газами, вызывающими коррозию;
- в условиях конденсации влаги в шахте или машинном помещении, выпадения инея или образования льда на оборудовании;
Предельные значения климатических факторов окружающей среды для машинного помещения и шахты лифтов составляют:
- предельная температура воздуха для исполнения УХЛ4 в
машинном помещении от плюс 40° С до плюс 5° С, в шахте от плюс 40° С до плюс 1°С;
- предельная температура воздуха для исполнения 04 в машинном помещении от плюс 55° С до плюс 5° С, в шахте от плюс 55° С до плюс 1°С;
- верхнее значение относительной влажности воздуха для исполнения УХЛ4 не более 80% при температуре плюс 25° С;
- верхнее значение относит

Задача 1. Решение. Перейдем к системе отсчета, связанной с рыболовом, котрого несет вода. В этой системе вода недвижима: лодка сначала отдаляется от рыболова, потом стоит на месте, потом разворачивается и плывет к риболову с той же скоростью. Таким образом, лодка плыла за течением то же время t1=30 сек. Всего лодка плыла 60 сек. При этом скорость движения лодки не влияет на расстояние, пройденное рыболовом.
По условиям задачи можно найти скорость течения. Уравнивая время движения лодки и рыболова, получим: v теч = 660/(t1+t2+t1)=1,83 (м/с).
Ответ: условия задачи удовлетворяет любая скорость лодки, большая скорости течения.
Задача 22. Решение.
Каждое качание насосом изотермически расширяет газ от обьема V до V+V0. Поэтому значения давлений после каждого качания образуют геометрическую прогрессию. Таким образом P/Pат = (V/(V+V0))^N. Логарифмируя, получаем ответ:
N=(lnP-lnPат)/(lnV-ln(V+V0)).
Задача 37. Решение.
Обозначим:
1) искомое время опоздания t;
2) длина поезда без двух последних вагонов S;
3) длина поезда без последнего вагона S1;
4) длина всего поезда S2.
Пользуясь уравнением S=a*t^2/2, запишем выражения для S, S1, S2. Учитывая, что S1-S=S2-S1, находим искомое t = (t2^2 + 2*t1*t2 – t1^2)/(2*(t1-t2)).

1.3 Дифракция. Опыт Юнга
Дифракция света в узком смысле - явление огибания светом препятствий и попадание света в область геометрической тени; в широком смысле - всякое отклонение при распространении света от законов геометрической оптики.
Определение Зоммерфельда: под дифракцией света понимают всякое отклонение от прямолинейного распространения, если оно не может быть объяснено как результат отражения, преломления или изгибания световых лучей в средах с непрерывно меняющимся показателем преломления.
В 1802г. Юнг, открывший интерференцию света, поставил классический опыт по дифракции (рис.3).

Рис.3
В непрозрачной ширме, он проколол булавкой два маленьких отверстия B и C, на небольшом расстоянии друг от друга. Эти отверстия освещались узким световым пучком, прошедшим в свою очередь через малое отверстие А в другой ширме. Именно эта деталь, до которой очень трудно было додуматься в то время, решила успех опыта. Интерферируют только когерентные волны. Возникшая в соответствии с принципом Гюйгенса сферическая волна от отверстия А возбуждала в отверстиях В и С когерентные колебания. В следствии дифракции из отверстий В и С выходили два световых конуса, которые частично перекрывались. В результате интерференции световых волн на экране появлялись чередующиеся светлые и темные полосы. Закрывая одно из отверстий, Юнг обнаруживал, что интерференционные полосы исчезали. Именно с помощью этого опыта впервые Юнгом были измерены длины волн, соответствующие световым лучам разного цвета, причем весьма точно.
Исследование дифракции получило свое завершение в работах Френеля. Он детально исследовал различные функции дифракции на опытах и построил количественную теорию дифракции, позволяющую рассчитать дифракционную картину, возникающую при огибании светом любых препятствий.
С помощью теории дифракции решают такие проблемы, как защита от шумов с помощью акустических экранов, распространение радиоволн над поверхностью Земли, работа оптических приборов (так как изображение, даваемое объективом, - всегда дифракционная картина), измерения качества поверхности, изучение строения вещества и многие другие.

1 Кинематический анализ рычажного механизма
1.1 Структурный анализ рычажного механизма.
Звено - одно тело или несколько тел жестко соединенных между собой. Кинематическая пара- соединение двух звеньев допускающее их относительное движение.
Кинематической цепью – связанная система звеньев, образующих между собой кинематическую пару.
Механизмом - называется такая кинематическая цепь, в которой при заданном движении одного или нескольких звеньев относительно любого из них все остальные звенья совершают однозначно определяемые движения.
Кинематическая цепь, которая, будучи подсоединенная к стойке имеет степень свободы 0 – называется структурной группой. Класс структурной группы определяется по числу внутренних кинематических пар в замкнутом контуре входящим в состав группы. Порядок структурной группы определяется по числу внешних кинематический пар в составе группы.

Рисунок 1 – Схема рычажного механизма очистки зерна зерноуборочного комбайна.
Согласно схеме движение от двигателя передается кривошипу 1, который, совершая полный оборот вокруг неподвижной оси О1, приводит в движения звенья 2, 3, 4 и 5.
На шатуне 4 укреплено решето, на которое подается смесь зерна и половы. Благодаря вытряхивающим движениям звена 4, более тяжелые частицы проваливаются через отверстия в решете, а легкие выносятся вентилятором наружу.
Класс и порядок механизма определяют по классу и порядку старшей структурной группы. Сначала определяют какой механизм (плоский или пространственный), потом определяют число степеней свободы механизма, т.е. определяют число входных звеньев в механизме по формуле 1.2.1 для плоских механизмов, а по формуле 1.2.2 для пространственных, после строится заменяющая схема.
Рычажный механизм представленный на рис 1 является плоским и значит степень свободы подсчитаем по формуле 1
(1)
Степень свободы механизма равняется 1, значит, есть только один механизм первого класса и одно входное звено. Чтобы построить правильно заменяющую схему необходимо пользоваться правилами построения заменяющей схемы:
• Ползуны, кулисные камни, звенья другой конфигурации заменяем рычагами.
• Поступательные пары заменяются вращательными.
• Звенья которые соединяются с 3-мя другими звеньями изображается в виде треугольника, с 4-мя в виде четырехугольника.

Рисунок 2 – Заменяющая схема рычажного механизма.
Чтобы разделить механизм на структурные группы надо:
• отделить механизм первого класса.
• оставшуюся часть делить на наиболее простые структурные группы. Рис Рисунок 3 – аменяющая схема рычажного механизма с указанием на структурные группы
Ι(0,1)→ΙΙ2(2,3)→ΙΙ2(4,5)→ΙΙ2 Значит данный механизм второго класса и второго порядка.
1.2 Исходные данные
По заданию известны длины звеньев механизма:
lO3B = 0,28 м; lO3C=0,018 м; lO3B = 0,28 м; lCD = 0,70 м; lO5D = 0,23 м YO3 = 0,14 м; YO3O5 = 1,25•lO5D = 1,25•0,23=0.2875 м; XO3O5 = 0,9•lCD = 0,9•0,7=0,63 м.
Угловая координата крайнего положения γ=15
Угол размаха коромысла φ3=44
Угол ВО3С=150
частота вращения кривошипа n1 = 190 об/мин
1.3 Построение траекторий движения характерных точек механизма
Построение выполняем в масштабе
,
где = 0,28 м - длина коромысла;
= 70 мм - длина коромысла на плане механизма.
Согласно условию известно, что коэффициент изменения скорости хода звена 3 (Кv) равен 1,12, т.е. скорость холостого хода в 1,12 раза выше скорости рабочего.
(2)
Точки В0 и В’6 соответствующие крайним положениям коромысла, определят положение точек А0 и А’6 на линиях О1В0 и О1В’6 для соответствующих положений кривошипа 1. Обозначим через β угол между О1В0 и О1В’6. Тогда:
, откуда (3)
º
Построение механизма выполняется в следующей последовательности:
проводим из середины отрезка В0В’6 в точке S перпендикуляр, который пройдет через О3. Относительно линии SO3 под углом β проведем через точки В0 и В’6 прямые, которые пересекутся в точке Е. Центр вращения О1 кривошипа 1 должен находится на пересечении окружности радиуса R = Е В0.
Рисунок 4 – Схема определения недостающих размеров
Согласно схеме длина кривошипа равна:



м
Длина шатуна 2 определяется:
м
Положение точки D определяется пересечением окружности радиусом CD проведенной из точки С и окружности радиусом О5D проведенной из точки О5.

Слово “томография” происходит от двух греческих слов:  - слой и  - пишу. Таким образом, томография буквально означает “писать слой”, т.е. послойное исследование структуры объектов. Томогра-фия служит для получения изолированного изображения структур, распо-ложенных в какой-либо одной плоскости, т.е. как бы для расчленения сум-мационного изображения на составляющие его изображения отдельных слоёв объекта. От других методов вычислительной диагностики томогра-фия отличается тем, что информацию от одного и того же элемента объёма исследуемого объекта получают многократно, в различных ракурсах отно-сительно объекта.
Принцип компьютерной томографии заключается в следующем. Исследуемый объект облучают (или он излучает) в различных ракурсах, регистрируют результаты измерений характеристик излучения, прошедше-го через достаточно тонкий слой объекта (или вышедшего из него), преоб-разуют эти результаты в числовые коды, вводят в ЭВМ, с помощью кото-рых находят пространственное распределение количественных физических характеристик объекта, которые затем визуализируют с помощью специ-альных устройств.
Понятно, что требуемая информация может быть получена только с помощью таких излучений, которые проходят через объект, причём требу-ется, чтобы они не просто проникали через объект, а важно, чтобы излуче-ние меняло свои характеристики. При этом соответствующие изменения должны быть связаны с изучаемыми параметрами объекта. Современную томографию можно назвать всеволновой. В зависимости от конкретной за-дачи восстановление структуры объекта может основываться на регистра-ции пучков электронов, ионов, нейтронов, акустических волн и, конечно, фотонов во всём диапазоне электромагнитного спектра. В соответствии с этим различают следующие виды компьютерной томографии (КТ):
• рентгеновская КТ;
• ультразвуковая КТ;
• магнитно-резонансная КТ (ЯМР - томография);
• позитронная КТ;
• однофотонная КТ;
• сейсмическая КТ;
• оптическая КТ.

1.Кинематика изучает механическое движение тел, не рассматривая причины, которыми это движение вызывается. Материальная точка – тело, обладающее массой, размерами которого можно пренебречь в рамках решаемой задачи. Система отсчета – совокупность тела отсчета, связанной с ним системой координат и часов. (Тело отсчета – произвольно выбранное тело относительно которого определяется положение движущейся материальной точки.) Перемещение – вектор, проведенный из начального положения материальной точки в конечное. Траектория – воображаемая линия состоящая из всех точек в которых находилось тело за время своего движения. Путь – длина участка траектории, пройденного за данный момент времени. Средняя скорость – скалярная величина равная отношению пути к промежутку времени, затраченному на его прохождение. Мгновенная скорость – векторная физическая величина, равная приделу отношения перемещения тела к промежутку времени за которое оно произошло. Ускорение - векторная физическая величина, равная приделу отношения изменения скорости тела к промежутку времени за которое это изменение происходило. Период вращения – время одного оборота по окружности. Частота вращения – число оборотов за единицу времени. При движении по окружности тело обладает центростремительным ускорение которое направлено к центру окружности и равно:

Введение
«Как это ни парадоксально, - все многообразие современных химических процессов зиждется практически на двух «китах»: температуре и давлении».
А. Сашин, «Техника и Наука», 1979 г., № 5, стр. 8, «Молекулы в тисках».
До 17 века в науке господствовало убеждение, что воздух- это «невесомое ничто». Убеждение это было опровергнуто Галилеем, доказавшим факт весомости воздуха. Сколько же весит вся атмосфера? По подсчетам Паскаля - столько же, сколько весил бы медный шар диаметром 10 км, то есть 5 квадриллионов тонн! Впервые весомость воздуха привела в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея украсить сады Флоренции фонтанами- вода не поднималась выше 10,3 м. Поиски причин «упрямства» воды и опыты со ртутью, предпринятые в 1643 году Торричелли, привели к открытию атмосферного давления.
Воздух, то есть атмосфера Земли - это смесь газов. Атмосферный воздух имеет значительный вес, который определяет барометрическое давление. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равн

Введение
В настоящее время наибольшее распространение в производстве получили газовые печи. Потому, как газообразные топлива имеют ряд преимуществ перед другими видами топлив. Это особенно относится к природному газу. Себестои-мость природного газа ниже себестоимости кокса и мазута. Кроме того, газооб-разные топлива полнее сгорают при минимальном избытке воздуха, благодаря чему достигается более высокий КПД
печи. Для сжигания газообразного топлива используются горелки.
Различают три основных принципа технического сжигания газового топлива.
1. Принцип частичного внутреннего смешения газа и воздуха, когда в зону горения поступают раздельные потоки: с одной стороны - поток из газовой горел-ки однородной газовоздушной смеси, содержащей первичный воздух (1  1), а с другой - поток добавочного, вторичного воздуха.
2. Принцип полного внутреннего смешения, когда в зону горения из горелки поступает поток однородной газовоздушной смеси, содержащей весь необходи-мый для горения воздух.
3. Принцип внешнего смешения, когда из горелки в зону горения поступает поток горючего газа, а воздух подается раздельным потоком в зону горения, сме-шивание же газа и воздуха происходит вне горелки, непосредственно в пределах пламени.
В соответствии с этими принципами сжигания классифицируются газовые горел-ки, применяемые в настоящее время:
1. Горелки частичного смешения, чаще всего эжекционного типа. Использу-ют газ низкого давления, широко применяются в технике благодаря простоте уст-ройства, удобствам и надежности в эксплуатации, удовлетворительному качеству сжигания газа..
2. Эжекционные горелки полного смешения, не требующие подачи в топку вторичного воздуха. Эти горелки могут обеспечить эжектирование всего необхо-димого для горения воздуха только при использовании газа среднего давления.
3. Горелки внешнего смешения с поступлением воздуха в топку только за счет разрежения в ней, без применения дутьевых устройств. Такие горелки часто применяются в отопительных котлах под названием «подовые».
4. Дутьевые (смесительные) горелки внешнего, а также неполного и полного внутреннего смешения с подачей в горелку с помощью дутьевого вентилятора всего необходимого для горения воздуха или части его.
Целью данной курсовой работы является расчёт эжекционных горелок низ-кого и среднего давления и подовой горелки, при заданных характеристиках газа.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
Месторождение Газли-Каган- Ташкент
Состав газа, в % по объёму:
СН4 = 94;
С2Н6 = 2.8;
С3Н8 = 0.4;
С4Н10 = 0.3.;
С5Н12 = 0.1; (не более)
N2 = 2.0;
СО2 = 0.4;
Объёмные доли, м3/м3:
V0 = 9.74;
V0H2O = 2.18;
V0 N2 = 7.70;
VRO2 = 1.04;
V0Г = 10.92;
Низшая теплота сгорания
QCH = 36.68 МДж/м3;
Плотность
ρ = 0.748 кг/м3;
Нормальные условия:
Р = 101,3 кПа;
t1 = 0 0С;
Vрг = 10 м3/ч;
1.ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ.
Рассмотрим основные физико-химические свойства горючих газов, которые используются в расчетах газогорелочных устройств.
1.1. Плотность газа.
Плотность газа определяется при нормальных параметрах (0 0С и 101,3 кПа) как сумма произведений плотности компонентов на их объемные доли, кг/м3 :
г = 0,01  ri i , (1)
где ri - объемное содержание отдельных компонентов газа, %, i - плотность компонентов при нормальных параметрах, кг/м3.
Плотность компонентов можно вычислить по их молекулярной массе и числу Авогадро, кг/м3:
ρi = ,
или взять непосредственно из [1], где приведены некоторые физические характе-ристики газов.
ρг
ρг = кг/м3
Плотность газа при температуре t1 = 20 0C и давлении р1 = 1,3 кПа, отлича -ющихся от нормальных, определяют по формуле, кг/м3:
ρ1 = ρг
ρ1 = 0,7508 = 0,00898 кг/м3;
Относительную плотность газа (по отношению к воздуху) определяют по форму-ле:
, (2)
где 1,293 - плотность воздуха при нормальных параметрах.
S = 0,7508 / 1,293 = 0,58;
1.2.Теплота сгорания газа.
Важнейшей теплотехнической характеристикой горючих газов является их теплота сгорания, представляющая собой тепловой эффект реакции полного горе-ния 1 м3 газа при постоянном давлении и исходной температуре газовоздушной смеси 0 0С. Часть этой теплоты содержится в продуктах сгорания в виде скрытой теплоты водяного пара, который образуется при сгорании газа и обычно в инже-нерной практике удаляется вместе с дымовыми газами. Оставшееся количество теплоты представляет собой низшую теплоту сгорания топлива.
Теплота сгорания газовой смеси зависит от ее состава и может быть опреде-лена по формуле, кДж/м3:
, (3)
где ri - объемные доли содержания компонентов, %.
Qн = 0.01 • (95.5 • 35830 + 2.7 • 63770 + 0.4 • 91270 +
+ 0.2 • 118680 + 0.1 • 146120) = 36688 кДж/м3.
Следует учитывать, что при наличии в смеси газов негорючих компонентов сумма  ri  100 %.

Введение
В данном курсовом проекте рассчитывается пламенная методическая печь. Результатом расчёта являются основные размеры печи, выбор и расчёт вспомогательного оборудования: керамический и металлический рекуператоры и инжекционная горелка.
В исходных данных задаются температура материала на выходе из печи, производительность печи и состав топлива.
Расчёт включает в себя: расчёт продуктов сгорания, определение действительной температуры продуктов сгорания, расчёт времени пребывания садки в зонах рабочего пространства, расчёт основных размеров рабочего пространства (технологических зон), тепловой баланс рабочего пространства, выбор типоразмера горелочных устройств, расчёт теплообменников для регенерации использования теплоты энергетических отходов.
исходные данные.
1. Нагреваемый материал: Ст.40
2. Производительность печи: Р = 6 т/ч
3. Температура материала на входе: t0 = 35oC
4. Температура материала на выходе: tмк = 1170oC
5. Величина: Δtдоп=30 oC
6. Размер нагреваемых изделий,
7. Температура уходящих газов: tух = 820oC
8. Удельная производительность печи: Hг = 200
9. Вариант расположения заготовок: 1
10. Конечная разность температур в томильной зоне: Δtкон= 50oC
11. Коэффициент несимметричности: μ = 0,5
12. Температура наружного воздуха: tвозд = 25oC
13. Температура наружной поверхности свода: tсв = 58oC
14. Угар металла: а = 0,8·10-2 т/кг
Вид топлива: 75%ДГ+25%КГ
Температура подогрева воздуха: 440oC
Температура подогрева топлива: 255oC
Расчёт и подбор инжекционной горелки: +

Состав топлива: [7,РН 2-02,стр.162]
Доменный газ – ДГ- 10,2% СО2; 28% СО; 2,7% Н2; 0,3% СН4; 58,5% N2; 0,3% Н2S;
Коксовый газ – КГ- 2,3% СО2; 6,8% СО; 57,5% Н2; 22,5% СН4; 7,8% N2; 0,4% Н2S; 1,9%(CmHn); 0,8% O2;

1. Расчёт горения топлива.
Так, как в исходных данных дано процентное содержания газов в топливе 75%ДГ и 25%КГ, то определяем процентное содержание компонентов в смеси:
СО2 = 10,2 • 0,75 + 2,3 • 0,25 = 8,225%
СО = 28 • 0,75 + 6,8 • 0,25 = 22,7%
Н2 = 2,7 • 0,75 + 57,5 • 0,25 = 16,4%
СН4 = 0,3 • 0,75 + 22,5 • 0,25 = 5,85%
N2 = 58,5 • 0,75 + 7,8 • 0,25 = 45,825%
Н2S= 0,3 • 0,75 + 0,4 • 0,25 = 0,325%
C2Н4 = 1,9 • 0,25 = 0,475%
O2 = 0,8 • 0,25 = 0,2%
Проверка: 8,225 + 22,7 + 16,4 + 5,85 + 45,825 + 0,325 + 0,475 + 0,2 = 100%
Расчет выполняется, ориентируясь на характерное для методических печей длиннофакельное сжигание топлива, осуществляемое, как правило, с коэффициентом расхода воздуха, α=1,1. Чтобы найти состав топливной смеси, необходимый для расчетов процесса горения по стехиометрическим уравнениям, необходимо воспользоваться свойством аддитивности теплоты сгорания .
При определении теплоты сгорания газа, следует использовать таблицы экзотермических эффектов реакций горения, приведенных в [1].
[1.1]
- экзотермический эффект i-гo компонента при нормальных условиях
[3.Табл. 2.11.стр. 39], кДж/м3;
- объемная доля i-го компонента в составе газообразного топлива (в долях единицы от %).

Расчёт расхода воздуха на горение, расчёт состава и количества продуктов сгорания ведётся на 100 м3 газа при нормальных условиях и даётся в табличной форме (Таблица 1).
Для предварительной оценки каломитрической температуры горения можно использовать H-t диаграмму топлива.
Определяем калометрическую температуру горения tк из балансового уравнения условно адиабатного топочного объёма.
Согласно этому уравнению вся теплота, вносимая в радиационную зону, включая химическую теплоту топлива, физическую теплоту прогрева воздуха и топлива расходуется исключительно на нагрев образующихся продуктов сгорания, характеризуемый теплосодержание
или
Откуда
; [1.2]
где - расчётные удельные объёмы воздуха на горение и образующихся продуктов сгорания отнесённых к 1м3 топлива [Таблица 1]
- температуры подогрева воздуха и газа, оС (по условию)
- средняя изобарная теплоемкость воздуха в интервале температур от 0 до 440оС.
[3,Табл. 2.13,стр.40]
- средняя изобарная теплоёмкость продуктов сгорания в интервале температур от 0 до . [3,Табл. 2.13,стр.40]
В современных методических печах минимально необходимая калориметрическая температура составляет 1800оС. Принимаем
, [1.3]
где - средняя изобарная теплоёмкость отдельных компонентов газовой смеси продуктов сгорания. [3,Табл. 2.13,стр.40]
CO2 = 0,5750 ккал/(м3•оС)
H2O = 0,4639 ккал/(м3•оС)
N2 = 0,3525 ккал/(м3•оС)
O2 = 0,373 ккал/(м3•оС)
- объемные доли компонентов, вычисленные при расчёте процесса горения по стехиометрическим реакциям [Таблица 1].

- средняя изобарная теплоёмкость топливной смеси в интервале температур от 0 до оС (по условию)
где - средняя изобарная теплоёмкость компонентов смеси. [3,Табл. 2.13,стр.40]
CO2 = 0,4368 ккал/(м3•оС)
CO = 0,3131 ккал/(м3•оС)
CH4 = 0,4365 ккал/(м3•оС)
H2 = 0,310 ккал/(м3•оС)
N2 = 0,311335 ккал/(м3•оС)
O2 = 0,32165 ккал/(м3•оС)
C2H4 = 0,6982 ккал/(м3•оС)
H2S = 0,3774 ккал/(м3•оС)
- объёмные доли компонентов в смеси [Таблица 1]
Поскольку теплоёмкости реальных газов, к которым относятся и продукты сгорания топлива, существенно зависят от температуры , то в балансовое уравнение топочного объёма входят две взаимосвязанные искомые величины: и . Поэтому поиск необходимо проверить методом последовательных приближений.