.UNIVERSITATEA EFTIMIE MURGU REIAFACULTATEA DE INGINERIEPROIECTLa disciplinaTRANSFER DE CLDUR I INSTALAIITERMICE Coordonator:**********Student:******Anul III S.M.REIA 20041.Tema proiectului:S se proiecteze un cuptor tip camer cuvatr fix, cuflacr, prevzut pentru nclzirea n vederea tratamentuluitermic a unei carcase din oel OLC 4, avnd dimensiunile400 x 450 x 320 mm.Cuptorul va avea ca sursa de cldur flacr alimentatcu gaz natural de Ariceti.2.CAPITOLUL I1.1 GENERALITIAgregatele termice nu sunt realizate izolat ntr-o unitate de producie, ele fcnd parte dintr-unansambludeagregate, instalaii i utilaje, careseintercondiioneazconducndla realizareaunui programdefabricaie sauaunui produs. Dinaceastacauza, este necesara cunoatereai analizareaacestui ansamblu, pentruaputeafi dimensionat tehnologici apoi analizat din punct de vedere tehnico-economic n mai multe variante.Agregatul termic poatefi utilaj de bazasauauxiliar duppoziia pecare oarenfluxul tehnologic.Ansambluldelucrricarese realizeaz la proiectarea unui agregat termic cuprinden general urmtoarele faze: primirea temei de proiectare (pentru unitate economica, secie, atelier); stabilirea variantelor tehnologice pentru realizarea temei; alegerea tipurilor i a capacitilor agregatelor termice; dimensionarea agregatelor termice din punct de vedere tehnologic, termotehnic i constructiv; stabilirea amplasrii utilajelor n variantele considerate.Este necesar sa se in cont de indicaiile din literatura de specialitate privind mrimile uzuale de agregate termice realizate i de eventualele mrimi tipizate existente.Dimensionarea agregatelor termice din punct de vedere tehnologic, termotehnic si constructiv.Cunoscnd tipul de agregat termic, capacitatea lui nominala i mrimea materialelor care urmeaz sa fie prelucrate, se face o dimensionare tehnologica ce consta n: dimensionarea prii tehnologice a agregatului termic (vatra, perei, bolta etc.) n aa fel nct sa poat fi ndeplinite condiiile optime de lucru; stabilirea profilului agregatului termic n funcie de regimul gazo-dinamic i de caracteristica transferului complex de cldura.Aceste elemente sunt determinate de : tipul de combustibil folosit; regimul de temperatura necesar; caracteristicile instalaiilor de ardere.Pe baza bilanului termic se determina consumul de combustibil si apoi se dimensioneaz instalaia de ardere (numrul i mrimea arztoarelor; conductele de aer i combustibil; canalele pentru transportul gazelor de ardere; instalaia de recuperare a cldurii; instalaia de evacuare a gazelor de ardere.Utilajele de tratament termic sunt foarte diverse datorit: numrului mare de caliti de metale i aliaje din care sunt confecionate produsele, diversitii mari de sorto-dimensiuni de produse care se supun tratamentului termic, caracterul produciei de piese care se trateaz termic (unicate, serie mic, mijlocie sau de mas).Utilajele de nclzire au ponderea cea mai mare n atelierele de tratamente termice (cea. 70%), iar dintre acestea cuptoarele ocup un rol importantCuptoarele cu flacr utilizeaz pentru nclziri combustibili gazoi, prin contact direct al produselor de ardere cu ncrctura, sau indirect. Elefuncioneaz ntr-un domeniu de temperatur de 550... 1200C.Unul din cele mai utilizate cuptoare de acest tip este cuptorul camer vatr orizontal fix, standardizat conf. STAS 11773-80.Cuptorul prezentat n proiect nclzete n vederea tratamentuluitermic o carcas din OLC 45 avnd dimensiunile 400 x 450 x 320 mm, lucrnd n regim tehnologic discontinuu cu gaz natural de Podeni.3.Acest tip de cuptor prezint urmtoarele avantaje:- are o construcie simpl;- are o exploatare i o ntreinere uoar;- sunt cele mai rspndite cuptoare n seciile de tratament;- se poate utiliza la realizarea oricrui ciclu de nclzire sau rcire (pentru recoaceri, clin, reveniri sau tratamente termochimice).Ele prezint nc i dezavantaje:- nclzirea realizat nu este uniform;- posibiliti de mecanizare i automatizare reduse.Deoarecepieselesupusenclzirii suportuntratament termicsecundar, trebuie nlturat posibilitatea supranclzirii acestora prin contactul direct cu flacra.Pentruaevitacontactul pieselorcuflacra, focareletrebuieamplasatesubcamerade lucru. Aceast amplasare permite s se asigure o circulaie forat a gazelor n vederea nclzirii uniforme a pieselor.1.2 DESCRIEREA CUPTORULUI 4.Cuptor tip camer cu vatr fixDatorit unei construcii simple, i a unei uoare exploatri i ntreineri, sunt cele mai rspndite cuptoare n seciile de tratamente termice, putndu-se executa recoaceri, cliri, reveniri sau tratamente termo-chimice.Arderea se realizeaz n focar, iar evacuarea gazelor arse se face prin canalele plasate sub vatr. Zidria se execut din dou straturi, unul din amot uoar sau beton termoizolant, i un strat izolator dindiatomit sauvatmineralcugrosimeacalculatastfel nct temperatura carcasei s nu depeasc 40 - 60 C.Cuptoareledeconstruciemodern,destinates funcioneze la temperaturidepnla 1000C sunt prevzute cu sisteme de recirculare a mediului de nclzire. Din punct de vedere constructiv, apar anumite particulariti att la zidrie, ct si la sistemele de nclzire.Arderea combustibilului n camera de lucru prezint inconvenientul c semifabricatele se pot supranclzi datorit contactului direct cu flacra. Din acest motiv, acest tip de nclzire este utilizat n special pentru tratamentele termice primare, iar cuptoarele pentru tratamentele termice secundare au focarele amplasate sub camera de lucru. Aceast amplasare permite s se asigure o circulaie forat a gazelor n vederea nclzirii uniforme a semifabricatelor.Pentruutilizarea atmosferelor controlate, cuptoarele pot fi prevzute cumufle, care izoleaz spaiul ocupat de ncrctur.Avnd n vedere complexitatea tratamentelor termice, n ultima perioad s-au dezvoltat cuptoarele cu vatr fix cu bazin de clire integrat, denumite i agregate de clire.Productivitatea acestora depinde de tipul tratamentului.5.CAPITOLULIICALCULUL DURATEI DE NCLZIREProiectareatehnologiilor detratamentetermicevizeazdiverseprodusemetalicedin metalurgiei construciademaini utilizatenntreprinderi. Analizndcicluriletermicese constat c exist trei perioade: de nclzire, de meninere i de rcire, care trebuie bine determinate pentru a asigura transformrile structurale impuse.O problem n atenia celor care proiecteaz tehnologii de tratament termic o constituie alegereacorectatratamentului termicavndu-senvedereproprietiletehnologicesaude exploatare pe care trebuie s le posede n final piesa. La proiectarea tehnologiilor de tratament termic se parcurg mai multe etape.Din tema de proiectare, trebuie s se neleag corect obiectivul acesteia i s se prezinte: solicitrile la care este supus piesa i caracteristicile sale funcionale; posibilitile de modificare a structurii materialului piesei n vederea obinerii caracteristicilor impuse; s caracterizeze oelul din care este fabricat piesa fcnd precizri asupra: compoziia chimic, granulaia, proprietile mecanice (Rm, A, Z, KCU, HV); proprietile tehnologice (turnabilitatea, deformarea plastic, sudabilitatea, clire); s realizeze cu ajutorul diagramei Fe-Fe3C sau a diagramelor de echilibru ale oelurilor aliate studiul cristalizrii; s aleag tipul de tratament termic primar n funcie de material i de tipul de semifabricat utilizat, iar dup calculul parametrilor acestuia s traseze ciclograma tratamentului respectiv; s aleag i s justifice minimum dou variante de tratament termic secundar.Analizndproprietileobinutenurmatratamentului termicsecundar,proiectantul va justifica aceste proprieti pe baza structurii obinute i va compara proprietile obinute cu cele impuse de tehnologie.Pentru realizarea breviarului de calcul trebuie calculai cei trei parametrii ai tratamentului termic: temperaturadenclzire, duratademeninerei vitezadercirecucaresevatrasa ciclograma tratamentului termic.Pentru nclzirea semifabricatelor n vederea tratamentului termic este necesar s stabilim:- temperatura de nclzire;6.- alegerea mediului de nclzire;- stabilirea duratei de nclzire;- stabilirea duratei de meninere.2.1. Temperatura de nclzirePentru determinarea parametrilor tehnologici ai procesului de tratament termic se determin cu ajutorul criteriului Biot dac piesa supus tratamentului face parte din categoria pieselor subiri sau groase.Temperatura de nclzire T; se determin n funcie de temperaturile punctelor critice (Ac1, AC3, Acem) i de tipul tratamentului termic.Temperatura punctelor critice se alege rapid din normative, metod care prezint uneori erori.Folosind formulele empirice pentru calculul duratei de nclzire, vom avea:t = 0,1 k1 k2 k D1 = 225 minuteundek1 = 2,5 form paralelipipedic; k2 = 2 mediu gazos; k = 1 o singur pies pe vatr; D1 = 450 mm (dimensiunea liniar)Caracteristicile mecanice ale oelului OLC 45 la temperatura de 20 C sunt:r = 64 kg J/ mm2;20 = 50,58 W / m K B = 450 mm; l = 400 mm; = 22%; 1000 = 24,61 W / m K h = 320 mm;z = 49%; cp20 = 0,451 kJ / kg grd tm = Tin + 30kCU = 4 kg J m/ cm2; cp1000 = 0,999 kJ / kg grd Tm = 830 C = 1103 KCldura specific medie a oelului (cpm):cpm = (cp20 + cp1000) / 2 = 0,725 kJ / kg grdDifuzibilitatea termic a piesei (med):med = (20 + 1000) / 2 = 37,6 W / m KTemperatura cuptorului este:tmed = 800C + 30C = 830CTmed = 830C + 273 = 1103 KTemperaturapieselor dinoel OLC45supuseclirii este, conf. STASntre800C- 1020C, cu rcire n ap.2.2. Alegerea mediului de nclzirenclzirea pieselor are loc n mediu gazos.2.3. Stabilirea duratei de nclzirePentru piese subiri, nclzite n mediu gazos, durata de nclzire se poate determina cu ajutorul relaiilor:- se determin constantele termofizice funcie de calitatea ncrcturii.Prima perioad de nclzire:- diferena de temperatur: T=1,25ad/ R- rezistena termic a metalului nclzit: S/Tensiunile termice care se iau n considerare pn la 5000, se determin:2500 201 + iar prima perioad de nclzire se consider pn la Tcupt=1273 K, acest interval fiind divizat n dou intervale: a) de la TS0=293 K la TS1=973 K. 7.b) de la TS1=293 K la TS2=1103 K.Primul interval:- fluxul termic iniial:11]1

,_

,_

404cuptm . cupt 0100T100TC 1 , 1 q- fluxul termic la sfritul primului interval:11]1

,_

,_

41 S4cuptm . cupt 1100T100TC 1 , 1 q- coeficientul de cedare a cldurii la nceputul nclzirii:0 cupt00T Tq - coeficientul de cedare a cldurii la sfritul primului interval:1 S cupt11T Tq - valoarea medie a coeficientului de cedare a cldurii:2 / ) (0 med - criteriul Biot:aBi- criteriul de temperatur:0 cuptS cuptST TT T Se extrag din nomograme Bi i S. Temperatura centrului semifabricatului la sfritul primului interval de nclzire:) T T ( T T0 cupt 0 cupt 01 Diferena de temperatur pe seciunea semifabricatului la sfritul primului interval:1 c 1 S 1T T T Temperatura medie pe seciunea semifabricatului:T32T T1 S med1 - difuzivitatea termic: pc / a- durata de nclzire:8.aS Ft20 '1 Temperatura gazului la nceputul nclzirii:40m . z . g0g100TCq100 T0

,_

+ Temperatura gazului la sfritul primului interval de nclzire:41 Sm . z . g0g100TCq100 T1

,_

+ Pentru a determina temperatura la nceputul nclzirii trebuie avut n vedere c suprafaa interioar a zidriei se rcete n timpul ncrcrii i descrcrii cu 100 1500C:) 150 ... 100 ( T T3 0zid zid Al doilea interval.Calculul se realizeaz determinndu-se aceleai mrimi ca pentru primul interval.A doua perioad de nclzire.Se determin durata de egalizare a temperaturilor cu ajutorul gradului de egalizare:2fTTbDin monograma se determin m.Durata de egalizare teg=mS2/aPentru a determina durata de meninere se are n vedere c perioada necesar desvririi transformrilor este tII 2tegFluxul termic la sfritul perioadei de meninere:ST 2qf Temperatura gazului la sfritul perioadei de meninere:42 Sm . z . gg100TCq100 T3

,_

+ Temperatura cuptorului la sfritul perioadei de meninere:42m . cuptg100TCq100 T1

,_

+ Temperatura zidriei: Tzid3 = 2 Tcupt 3 Tg3Cnd Tg i Tcupt difer puin ntre ele este valabil relaia:R) T T (Tzid gcupt+Durata total a nclzirii n vederea tratamentului termic:9.ttot = tI + tII.Funciacorespunztoaredifereneimaximedetemperatur sedetermindinanexa7 - max.Diferena maxim de temperatur:max 0 cupt max) T T ( T Timpul dup care apare maximul:aS Ft2om10.CAPITOLULIIICALCULUL DE DIMENSIONARE AL SPAIULUI UTILLaproiectareaacestorcuptoaretrebuieprecizate: sursadecldur, felultratamentului termic, dimensiunile semifabricatului S x b x l, numrul de semifabricate aezate pe vatr N.3.1. Dimensiunile spaiului de lucru al cuptorului: lungimea spaiului de lucru:1 1 1k 22S) 1 N ( S N L + + =10,400 + 20,4 = 1,200 m limea spaiului de lucru:2 2 2k 22b) 1 N ( b N B + + = 10,450 + 20,4 = 1,250 mn care N1 = N2 = N. nlimeaspaiului delucruseadoptconstructivntre4001600mm, saudin relaiile:B LVH= 0,199 / 1,2 1,25 = 0,600 m dimensiunile bolii:R = H / cos = 600 / 0,5 = 1,2 m n care:k1 kV V V Vmet liber met++ + = 0,576 +1,4 / 0,4 = 0,926 m3 (k = 0,4)k fiind coeficientul de umplere, k = 0,4 - 0,6.3.2. Calculul schimbului de cldur- suprafaa zidriei:LB L180RLh 2 Bh 2 P P P F Fmed vatra bolta lat . p front . p zid+ + + + + + = = 21,2 0,57 + 21,25 0,57 + 1,25 + 1,21,25 = 5,54 m2- suprafaa radiant a metalului:) Sl bl 2 Sb 2 ( N Fm+ + =1(20,40,45 + 20,40,32 + 0,450,32) = 0,76 m2- volumul spaiului de lucru al cuptorului:k1 kV V V Vmet liber met+ + =0,199 m3 (k = 0,4)- volumul metalului:NSbl Vm = 10,40,450,32 = 0,576 m3- volumul spaiului de lucru ocupat de gaze:m s gV V V = 0,926 m3 - 0,576 m3 = 0,350 m3- grosimea efectiv a stratului de gaze:) F F /( V 5 , 3 Sm zid g ef+ = 3,50,35 / (5,54 + 0,76) = 1,225 / 6,3 = 0,185 m- coeficientul de negreal al gazelor:11.ef COS F2= 0,185ef O HS P2= 0,185- capacitatea mV C = 0,576 m3 - productivitateatottCP =- productivitatea specificvatraFPp =3.3. Calculul zidrieiZidria agregatelor termice este elementul de construcie care delimiteaz spaiul unde n prezena cldurii se desfoar procesul termic de nclzire. Se realizeaz din materiale rezistente la temperatura nalta cat i la solicitri mecanice i chimice.Pentru realizarea zidriei agregatelor termice se utilizeaz materiale refractare fasonate (crmizi) dense i uoare cat i materiale monolitice.Alegereaunuiprodusrefractartrebuiefcutaobligatoriunumainfunciedeloculde utilizare i de solicitrile la care va fi supus acel produs. Proprietile produsului trebuie sa fie specifice utilizrii si solicitrilor respective. De aceea, pentru a alege produsele refractare corespunztoare, vatrebuisasecunoascnprimulrndcondiiiledeexploatare(solicitrile chimice i fizico-mecanice la care sunt supuse zidriile refractare).Calculul de dimensionare a zidriei refractare consta n determinarea grosimii totale a ei astfel nct sa se realizeze o rezistena termica care sa conduc la pierderi minime de cldura spre exteriorul spaiului de lucru.Elementele de zidrie (vatra, perei bolta) n funcie de forma geometrica a spaiului de lucrupot fi planesaucilindricei serealizeazomogen(dintr-unsingur strat dematerial refractar) sau neomogen (din mai multe straturi de material).Temperatura suprafeei interioare (tj) a elementului de zidrie se va stabili in funcie de temperatura maxima a suprafeei materialului din spaiul sau zona de nclzire:Creterea va fi de 30...40Cpentruvatra, 40...50Cla perei i 70...80Cla bolta. Temperatura suprafeei exterioare a elementului de zidrie se adopta n funcie de locul unde este amplasat agregatul, de tipul agregatului i de elementul de zidrie, astfel:- pentru cuptoare de nclzire: t = 40...100C;- pentru cuptoare de elaborare: t = 80...300C.Se adopt urmtoarea structur a peretelui, cu temperaturile medii aferente: un strat interior crmid de amot i un strat exterior crmid diatomit.12.tpint 700C t12600Ctpiext800 60CDin considerente de ordin tehnic i constructiv se alege pentru peretele interior un strat de zidrie executat cu grosimea de 250 mm din crmizi2R (STAS 131-78 250x125x65) se calitatea Ca 75 (STAS 2744-80) = 250 mmSe calculeaz fluxul termic prin perete:11ext inttp tpq= 2 , 160 800616,6 W/m2Se calculeaz conductibilitile termice ale materialelor componente ale peretelui la temperaturile medii adoptate:CA75(800C) = 0,84 + 0,00058 800 = 1,304 W/mKID-06(600C) = 0,113 + 0,00023 600 = 0,251 W/mKPe baza ecuaiei fluxului termic rezult temperatura de interfa:t1-2 = tp1 - q 75 CA75 CA = 800 - 700304 , 125 , 0 = 800 - 134 = 666CDeoarecetemperaturamedierealacelui de-al doileacomponent depereteestetm= 413Cmult diferit fade ceade 600C considerat, se calculeaz conductivitatea termica stratului de diatomit:ID-06 (413C) = 0,113 + 0,00023 413 = 0,207 W/mKCu aceast valoare se calculeaz grosimea 2 a stratului de diatomit cu relaia:

,_

112 2r= 0,207(1,2 0,19) = 0,227 mn cazul acestui cuptor cu vatr fix se alege urmtoarea variant de nzidire a pereilor: la faa cald se va practica montarea unui strat de amot executat cu grosimea de 250 mm din crmizi 2R (STAS 131-78 250 x 125 x 65) de calitatea CA75 (STAS 2744-80). Se va lucra ngrijit, cu rosturi de maxim 2 mm, cu mortar de calitatea MCA 73 (STAS 134-76) de finee uzual.Stratul exterior termoizolant se execut din crmizi termoizolatoare din diatomit ID-06 (STAS 1836-80), formatul conf STAS 131-76 fiind 2R (250 x 125 x 65 mm).Grosimea stratului termoizolator va fi de 250 mm.Caracteristicilefizico-chimicei tehnologicepentrurefractareleID-06sunt dupcum urmeaz:- densitate aparent, max. 0,6 g/cm3- conductivitate termic W/mK la 200C - 0,19; 500C - 0.23; 800C - 0,29;3.- temperatura maxim de utilizare, C 800.Bolta se execut n aceeai structur i anume:a) stratul interior se execut din crmizi pan lung 2L10 sau 2M16 (STAS 131 -78) de calitatea CA75 (STAS 2744-80);b) stratul exterior termoizolator se execut din crmizi ID-06 format 2R (250x125x65) STAS 1836-80.Vatra se execut dup cum urmeaz:- pe platform se ntinde n strat din azbest plci (STAS 7019-80) cu grosimea de 10 mm;- peste acest strat se toarn monolit un strat din beton termoizolator BIPS 0,6 (STAS 11486-81) cu grosimea de 200 mm;- peste acest strat BIPS 0,6 se toarn un strat de beton termorezistent silico-aluminos BIS 1,1 (B-I211, STAS 11485-81) cu grosimea de 200 mm;- stratul superior va fi executat din beton refractar dens BR-70 (B-EC67) STAS 11209-79, cu grosimea de 200 mm.3.4. Dimensionarea elementelor de zidrie omogen de form planAcest tipdezidrieestespecificcuptoarelordeuscat formesi miezuri deturnatorie. Grosimea zidriei se calculeaz cu relaia: = runde r este rezistena termica [m2grd/W] i se determin din diagrama Lincevski, iar conductivitatea termic. [W/mgrd].Diagrama LincevskiLa aceste tipuri de cuptoare vatra se realizeaz din beton refractar, iar pereii i bolta, n general, din crmizi de amota uoar.Variaia temperaturii pe grosimea elementului de zidrie omogen.4.Nr. crtMaterialulConductivitatea termic Cldura specific cp Temperatura de lucruTemperatura max. admis 1. amota cu alumin 0,82 + 0,58. 10 -3 tm0,88 + 0,23 10-3 tm1300.. .1400 14502. amota simpl 0,70 + 0,64 10 -3 tm0,85 + 0,84 10-3 tm1250.. .1300 13503. Silica 0,81+0,76 10 -3 tm0,80 + 0,25 10-3 tm1450.. .1580 17004. Superaluminoase 1,68-0,292 10 -3 tm0,84 + 0,25 10-3 tm1500... 1650 17505. Magnezit 4,65-1, 64 10 -3 tm1,05 +0,29 10-3 tm1550.. .1650 17006. Magneziocromit 1,28 + 0,41 10 -3 tm0,84 + 0,29 10-3 tm1550.. .1650 17007. Cromomagnezit 2,75-0,767 10 -3 tm0,70 + 5,6 10-3 tm1550.. .1650 17008. amota uoar 0,25 + 0,145 10 -3 tm- 1150.. .1200 13009. amota ultrauoar 0,1 0 + 0,1 65 10 -3 tm- 1000.. .1100 120010. Crmizi diatomit 0,113 + 0,15 10 -3 tm.- 850 90011. Diatomit praf 0,091 +0,14 10 -3 tm- 800 90012. Plac azbest 0,13 + 0,12 10 -3 tm- 700 800Cldura specific, conductivitatea termic si temperaturile de lucru ale materialelor refractare si termoizolatoareFluxul termic prin elementul de zidrie este:( )0 1t t q 3.5. Dimensionarea elementelor de zidrie neomogene de forma planaLa cuptoarele cu regimuri termice ridicate, elementele de zidrie se executa din doua sau mai multe straturi pentru a diminua cat mai mult pierderile datorate fluxului termic spre exterior.Zidria cuptoarelor le tratament termic se realizeaz din crmizi de amota (stratul de lucrudegrosime1, iarstratultermoizolatordegrosime2dincrmizideamotuoar (pentru vatr) i diatomit (pentru perei), Pentru bolt se folosete diatomit granule.Grosimea elementului de zidrie este: = 1 runde 1 este conductivitatea termic a stratului de amot, iar r - rezistena termic.Grosimea stratului 1 se stabilete din tabelul i anex.Temperatura ntre straturi (tx) este: ( )e i1i xt t t t 5.a. Crmizi format rectangular (STAS 131-78)Simbol 1 [mm]b [mm]g [mm]volum [dm3]masa* [kg/buc]R 230 114 64 1,68 3,61R32 230 114 32 0,84 1,81RD 230 230 64 3,39 7,292R 250 124 64 1,98 4,30b. Crmizi format lung (STAS 131-78)Simbol 1 [mm]b [mm]g2[mm]gi[mm]R[mm]Volum [dm3]masa* [kg/buc]2R32 250 124 32 0,99 2,152RD 250 250 64 4,00 8,60L24 230 114 76 52 518 1,68 3,61L10 230 114 69 59 1403 1.68 3,61L6 230 114 67 61 2415 1,68 3,61LD24 230 230 76 52 518 3,39 7,29LD10 230 230 69 59 1403 3,39 7,29LD6 230 230 67 61 2415 3,39 7,292L24 250 124 76 52 563 1,98 4,262L10 250 124 69 59 1525 1,98 4,262L6 250 124 67 61 2625 1,98 4,26c. Crmizi umeri pentru boltaSimbol a[mm]1[mm]li [mm]h [mm]h, [mm]b [mm]a Volum [dm3]masa [kg/buc]UB1 114 114 57 130 31 114 60 1,37 2,95UB2 230 230 115 262 63 114 60 5,57 11,98UB3 230 230 91 262 79 114 74 5,40 11,61UB4 300 230 80 296 37 150 60 7,30 15,69UB5 300 230 50 262 23 150 74 5,80 12,47Ub6 300 230 18 262 50 150 90 5,67 12,19UB7 124 124 62 130 23 124 60 1,59 3,42UB8 250 250 125 262 46 124 60 6,44 13,853.6. Calcului solicitrii construciei metalice6.Instalaiile termice sunt prevzute cu o construcie metalic dimensionat, astfel nct s asigure durabilitatea tuturor elementelor de zidrie.Instalaia termic tip "Cuptor camer vatr fac cu flacr" fiind o instalaie dezvoltat pe orizontal prezint o construcie metalic format din:- grinzi orizontale;- stlpi (montani);- tirani (elemente de legtur).Grinzile orizontaleau rolul de a prelua presiunea exercitat pe bolile n arc i de a o transmite ntregii construcii metalice. Aceste grinzi se execut din profile U sau corniere. Grinda orizontal se monteaz pe toat lungimea agregatului la nivelul crmizilor de reazem ale boitei, paralel cuaceasta, sprijinindu-sepemontani.Profilul laminatsealegede aamanier, nct crmida de reazem s fie cuprins n interiorul grinzii.Stlpii sau montanii sunt profile U sau I care se monteaz simetric pe latura agregatului termic i se leag la partea superioar prin intermediul tiranilor.La partea inferioar se leag tot cu tirani sau se ncastreaz n fundaie la 250...400 mm. Tiranii (elementele de legtura) se execut din bare de oel rotund.Blindajulseexecutdintablsudatsaudinplcidefontsauoelturnatnscopul rigidizrii agregatului.3.6.1. Dimensionarea construciei metalicen cazul agregatelor termice cu bolt n arc dimensionarea se face pornind de la mpingerea orizontal H a bolii.Elemente constructive ale bolii n arcmpingerea orizontal H a bolii se determin cu relaia: ctg2GC H= 3,5 (7503,7 / 2) 0,577 = 7576,8 NC = 3,5 - coeficient care ine seama de creterea efortului de mpingere la nclzirea bolii.( )l 360p r 2G2 + [M] - greutatea boltii ntre 2 stlpi7.n care: r (raza bolii) = 1,2 m; (grosimea bolii) = 0,5 m; p (masa unitii de lungime a arcului considerat din bolt)=138,6 kg/m; l (deschiderea bolii) = 1,25 m; = 60G = ( ) + 25 , 1 3606 , 138 60 5 . 0 5 , 0 2 , 1 22764,9 kg = 7503,7 NH = 60 ctg27503,75 , 37576,8 N3.6.2. Dimensionarea grinzii orizontalePentrudimensionareagrinzii orizontaleestenecesarssedetermineprofilul acesteia. Determinarea profilului se face cu ajutorul modulului de rezisten:W = Mmax / admMmax - momentul maxim la ncovoiere; adm - rezistena admisibil [N/mm2]Mmax = H l / 8 = 7576,8 1,25 / 8 = 1183,8 NmSe alege un oel U6,5 STAS 564-71, care are W=5,07 cm3>0,096 cm33.6.3. Dimensionarea montanilorPentru dimensionarea montanilor se consider c acetia sunt supui la ncovoiere fiind sprijinii pe cei doi tirani, deci sarcina este centrat. Valoarea modulului de rezisten va fi:W = Mmax / admMmax = H a b / h = 7576,8 0,54 1,185 / 1,69 = 28688 N/m2adm = 7000 N/m2W = 28688 / 7000 = 4,9 m3 Se alege un oel U20 STAS 564-71 care are W = 5,49 > 4,9 cm33.6.4. Dimensionarea tiranilorPentru a dimensiona tiranii se consider c acetia sunt supui unor eforturi de ntindere i se determin seciunea transversal a acestora. Reaciunea n tirantul superior va fi:R = hb H =7576,8 1,185 / 1,69 = 5312,7 NSuprafaa acestuia se calculeaz cu relaia:Ss = d s2 / 4 = R / adm = 5312,7 / 8500 = 0,62 madm = 8500 N/m2Se adopt un tirant superior din oel 15 STAS 1800-87Reaciunea n tirantul inferior va fi:R = ha N= 7576,8 0,54 / 1,69 = 2420,9Ss = d s2 / 4 = R / adm =2420,9 / 8500 = 0,074Se alege un tirant inferior din oel rotund 6 STAS 1800-87.3.7. Calculul pierderilor depresiune i al couluiConsumul de gaz este: Qgn = 300m3N/hVolumul de gaze arse evacuate este: Qga = Qgn Vgac = 300 11,94 = 3582 m3 N/h8.Adoptndu-se o vitez la gura coului Wogc = 2 m/s, rezulta o seciune la gura coului de:ogcgaW 3600QS72003582m2 = 0,4975 m2Diametrul coului va fi:Qgc = 785 , 0S0,796 mSe adopt Ogc = 0,800 mm Diametrul interior al coului la baza sa va f: Obaz = 1,5 0,8=1,2 miar seciunea Sbc = 0,785 Ob2;Sbc = 0,785 - 1,44 = 1,13 mPentru canalul de fum se adopt urmtorul traseu:L1 = 1m; L2 = 2 m; H = 1,6m.1. Pierderile de presiune la ieirea gazelor din cuptor i intrarea n canalul de fum:Raportul seciunilor orificiu S2/perete cuptor S1 este:9.2. Pierderi de presiune datorit frecrii gazului cu pereii pe zona I a canalului de fum. 3. Pierderi de presiune datorit schimbrii de direcie.4. Pierderi de presiune datorit schimbrii planului de referin. 10.5. Pierderi datorit frecrii cu pereii pe tronsonul descendent. 6. Pierderi de presiune datorit schimbrii de direcie7. Pierderi de presiune datorit frecrii gazelor cu pereii pe tronsonul L2Pierderile de presiune calculate sunt:11.CAPITOLULIVCALCULUL DE DIMENSIONARE AL INSTALAIEI DE NCLZIRELaproiectareaacestor cuptoaretrebuieprecizate: sursadecldur, felul tratamentului termic, dimensiunile semifabricatului S x b x l, numrul de semifabricate aezate pe vatr N.12.13.14. 15.16.17.Agregatele termice, dup ce au fost dimensionate, se amplaseaz n hale conform fluxului tehnologic, innd cont de circulaia materialelor. Este necesar sa se ndeplineasc urmtoarele condiii:- drumul parcurs de materiale sa fie cel mai scurt;- s se evite ncruciarea circulaiei materialelor;- pe cat posibil sa nu fie nevoie de transbordri, ntoarceri n circulaia materialelor;- sa se asigure o densitate corespunztoare de utilaje pe suprafaa construita;- sa se asigure o productivitate specifica pe unitatea de suprafaa construita egala sau mai mare dect valorile indicate n literatura de specialitate pentru instalaii similare;- ntre utilaje trebuie sa se asigure spaii de circulaie corespunztoare, n concordanta cu prevederile din NTSM si NPSI.18