热能转换与利用计划书

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1、热能转换与利用计划书一、设计方案1、冷却工艺布置图2、设计背景：线材在出吐丝机到集卷筒过程中经过斯太尔摩冷却线进行冷却，其冷却速度按CCT冷却曲线降温，热量散失比较大，现设计一种热能回收装置回收利用。3、设计方案：现选用风罩空冷对其冷却回收热能，线材吐丝温度为865℃，冷却到常温25℃，空气从20℃进入风罩，以700℃12出风罩，高温空气加以利用。二、设计流程 1、确定线材冷却前后的温度及空气加热前后的温度2、按等温降将冷却过程分成若干段3、根据线材日产量、冷却温差、平均比容得到日产热量4、依据3得到的热量假设完全被空气换热

2、，算出理论空气量5、从CCT曲线上确定每段降温时间及总时间。6、以冷却线长度和降温时间算得辊道速度和每段长度。7、根据日产量得到每段线材质量及放热量Φ’8、已知线材参数得到换热面积A9、假设每段放热量由对流换热吸收，由以下流程计算：有公式：Re=ul/λ Nu=CRenPr1/3  h=λ×Nu/l  Φ=hAΔt否设流速  u→Re→Nu→h→Φ→Φ=Φ’？ ↓是流速u正确10、由流量、流速、辊道宽度确定风罩高度。11、确定每段风罩高度。12、计算空气出口温度13、计算总的热损失和火用效率。三、设计参数已知钢材：20#钢线

3、材冷却CCT曲线12冷镦钢丝又称铆螺钢丝或冷顶锻钢丝,主要用于制造螺栓、螺钉、螺柱、螺母和铆钉等紧固件,近年来逐步扩大到电器、照相机、纺织器材、冷冻机等领域,应用范围广。采用冷镦的方法生产标准件,变形速度快、变形程度大、变形不均匀、尺寸精度要求高,因此冷镦钢丝用钢材首先必须有良好的塑性、尺寸精度和内在品质,从冶炼到钢丝生产各环节必须严格控制工艺操作,才能生产出品质稳定的钢丝。鉴于冷镦钢具有的良好经济效益,广泛的用途,新钢公司对冷镦钢SWRCH22A进行了开发生产。表1SWRCH22A成分控制12w(C)w(Si)w(Mn)w

4、(P)w(S)w(Al)0.18-0.23小于0.10.7-1.0小于0.025小于0.015大于0.025一、设计条件:钢种SWRCH22A(R)二、冷却分段：比热容（kj/kg.k）冷却时间（s）第一段880830500.688175104.16第二段830780500.665975136.5第三段780730500.636497.21第四段730680500.605877.47第五段680630500.583764.72第六段630580500.566855.44第七段580530500.550248.18第八段530

5、480500.535342.22第九段480430500.524437.16第十段430380500.515732.74总的冷却时间t=695.78s12一、计算产量、速度、风速等设管道长度：L=146.1138m速度：v=L／t=146.1138／695.78=0.21m／s设钢筋直径：d=6mm管道宽：b=2m钢筋之间的距离：l=4cm圈数：n=(146.1138-2)／0.04=3603圈线材密度：7850kg／日产量：2*3.14*（0.006／2）*3.14*3603*3600*24／695.78=623314.9

6、2kg12风量：q=cmt(ct-ct)=0.587225*623314.92*(880-380)／(668.4-30.15)=286741.9537m每秒风量：286741.9537／3600*24=3.412kg／s第一段的计算长度：l=vt=0.21*32.74=6.8754m圈数：n=l／l*n=6.8754／146.1138*3603=169.539换热面积：A=πdnπD=3.14*2*169.539*3.14*0.006=20.059m对钢锭：m=7.214*32.74=236.186kgE=mct=236.1

7、86*0.51565*50*1000=6089474.8E=E／t=6089.4748／32.74=185.995对空气：进口温度：t=30℃p=0.703E’==hAH=185.995／63.8166[(380+430)／2-30]=7.57019线材直径设为d=6mm,线圈直径D=2m=[(t+t)／2+20]／2=212.5℃查附录5得出：=4.015N=hd／=7.57019*0.006／4.015*0.01=1.13112Re=(N／0.664)=3.67469u=Rev／l=3.67469*63.808／21.8

8、736=10.7203m／s空气出口温度：t=／mCp+30=+30=3.31877*1000／236.186*1.06695+30=44℃线材总的放热量=日产量*线材平均比容*（880-830）=183013051949j第一段：第一段质量=冷却时间*每秒产量=32.74*7.214=2