Что такое энергетика? Чем занимается энергетик

Энергия - это то, благодаря чему существует жизнь не только на нашей планете, но и во Вселенной. При этом она может быть очень разной. Так, тепло, звук, свет, электричество, микроволны, калории представляют собой различные виды энергии. Для всех процессов, происходящих вокруг нас, необходима эта субстанция. Большую часть энергии все сущее на Земле получает от Солнца, но имеются и другие ее источники. Солнце передает ее нашей планете столько, сколько бы выработали одновременно 100 млн самых мощных электростанций.

Что такое энергия?

В теории, выдвинутой Альбертом Эйнштейном, изучается взаимосвязь материи и энергии. Этот великий ученый смог доказать способность одной субстанции превращаться в другую. При этом выяснилось, что энергия является самым важным фактором существования тел, а материя вторична.

Энергия - это, по большому счету, способность выполнять какую-то работу. Именно она стоит за понятием силы, способной двигать тело или придавать ему новые свойства. Что же означает термин «энергия»? Физика - это фундаментальная наука, которой посвятили свою жизнь многие ученые разных эпох и стран. Еще Аристотель использовал слово «энергия» для обозначения деятельности человека. В переводе с греческого языка «энергия» - это «деятельность», «сила», «действие», «мощь». Первый раз это слово появилось в трактате ученого-грека под названием «Физика».

В общепринятом сейчас смысле данный термин был введен в обиход английским ученым-физиком Это знаменательное событие произошло в далеком 1807 году. В 50-х годах XIX в. английский механик Уильям Томсон впервые использовал понятие «кинетическая энгергия», а в 1853 г. шотландский физик Уильям Ренкин ввел термин «потенциальная энергия».

Сегодня эта скалярная величина присутствует во всех разделах физики. Она является единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. Другими словами, она представляет собой меру преобразования одних форм в другие.

Единицы измерения и обозначения

Количество энергии измеряется Эта специальная единица в зависимости от вида энергии может иметь разные обозначения, например:

• W - полная энергия системы.
• Q - тепловая.
• U - потенциальная.

Виды энергии

В природе существует множество самых разных видов энергии. Основными из них считаются:

• механическая;
• электромагнитная;
• электрическая;
• химическая;
• тепловая;
• ядерная (атомная).

Есть и другие виды энергии: световая, звука, магнитная. В последние годы все большее число ученых-физиков склоняются к гипотезе о существовании так называемой «темной» энергии. Каждый из перечисленных ранее видов данной субстанции имеет свои особенности. Например, энергия звука способна передаваться при помощи волн. Они способствуют возникновению вибрации барабанных перепонок в ухе людей и животных, благодаря которой можно слышать звуки. В ходе различных химических реакций высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности всех организмов. Любое топливо, продукты питания, аккумуляторы, батарейки являются хранилищем этой энергии.

Наше светило дает Земле энергию в виде электромагнитных волн. Только так она может преодолеть просторы Космоса. Благодаря современным технологиям, таким как солнечные батареи, мы можем использовать ее с наибольшим эффектом. Излишки неиспользованной энергии аккумулируются в особых энергохранилищах. Наряду с вышеперечисленными видами энергии часто используются термальные источники, реки, океана, биотопливо.

Механическая энергия

Этот вид энергии изучается в разделе физики, называемом «Механикой». Она обозначается буквой Е. Ее измерение осуществляется в джоулях (Дж). Что собой представляет эта энергия? Физика механики изучает движение тел и взаимодействие их друг с другом либо с внешними полями. При этом энергия, обусловленная движением тел, называется кинетической (обозначается Ек), а энергию, обусловленную или внешних полей, именуют потенциальной (Еп). Сумма движения и взаимодействия представляет собой полную механическую энергию системы.

Для расчета обоих видов существует общее правило. Для определения величины энергии следует вычислить работу, необходимую для перевода тела из нулевого состояния в данное состояние. При этом чем больше работа, тем большей энергией будет обладать тело в данном состоянии.

Разделение видов по разным признакам

Существует несколько видов разделения энергии. По разным признакам ее делят на: внешнюю (кинетическую и потенциальную) и внутреннюю (механическую, термическую, электромагнитную, ядерную, гравитационную). Электромагнитная энергия в свою очередь подразделяется на магнитную и электрическую, а ядерная - на энергию слабого и сильного взаимодействия.

Кинетическая

Любые движущиеся тела отличаются наличием кинетической энергии. Она часто так и называется - движущей. Энергия тела, которое движется, теряется при его замедлении. Таким образом, чем быстрее скорость, тем больше кинетическая энергия.

При соприкосновении движущегося тела с неподвижным объектом последнему передается часть кинетической, приводящая и его в движение. Формула энергии кинетической следующая:

• Е к = mv 2: 2,
  где m — масса тела, v - скорость движения тела.

В словах эту формулу можно выразить следующим образом: кинетическая энергия объекта равна половине произведения его массы на квадрат его скорости.

Потенциальная

Этим видом энергии обладают тела, которые находятся в каком-либо силовом поле. Так, магнитная возникает, когда объект находится под действием магнитного поля. Все тела, находящиеся на земле, обладают потенциальной гравитационной энергией.

В зависимости от свойств объектов изучения они могут иметь различные виды потенциальной энергии. Так, упругие и эластичные тела, которые способны вытягиваться, имеют потенциальную энергию упругости либо натяжения. Любое падающее тело, которое было ранее неподвижно, теряет потенциальную и приобретает кинетическую. При этом величина этих двух видов будет равнозначна. В поле тяготения нашей планеты формула энергии потенциальной будет иметь следующий вид:

• Е п = mhg,
  где m — масса тела; h - высота центра массы тела над нулевым уровнем; g - ускорение свободного падения.

В словах эту формулу можно выразить так: потенциальная энергия объекта, взаимодействующего с Землей, равна произведению его массы, ускорению свободного падения и высоты, на которой оно находится.

Эта скалярная величина является характеристикой запаса энергии материальной точки (тела), находящейся в потенциальном силовом поле и идущей на приобретение кинетической энергии за счет работы сил поля. Иногда ее называют функцией координат, являющейся слагаемым в лангранжиане системы (функция Лагранжа динамической системы). Эта система описывает их взаимодействие.

Потенциальную энергию приравнивают к нулю для некой конфигурации тел, расположенных в пространстве. Выбор конфигурации определяется удобством дальнейших вычислений и называется «нормировкой потенциальной энергии».

Закон сохранения энергии

Одним из самых основных постулатов физики является Закон сохранения энергии. В соответствии с ним, энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает. Она постоянно переходит из одной формы в другую. Иными словами, происходит только изменение энергии. Так, например, химическая энергия аккумулятора фонарика преобразуется в электрическую, а из нее - в световую и тепловую. Различные бытовые приборы превращают электрическую в свет, тепло или звук. Чаще всего конечным результатом изменения являются тепло и свет. После этого энергия уходит в окружающее пространство.

Закон энергии способен объяснить многие Ученые утверждают, что общий объем ее во Вселенной постоянно остается неизменным. Никто не может создать энергию заново или уничтожить. Вырабатывая один из ее видов, люди используют энергию топлива, падающей воды, атома. При этом один ее вид превращается в другой.

В 1918 г. ученые смогли доказать, что закон сохранения энергии представляет собой математическое следствие трансляционной симметрии времени - величины сопряженной энергии. Другими словами, энергия сохраняется вследствие того, что законы физики не отличаются в различные моменты времени.

Особенности энергии

Энергия - это способность тела совершать работу. В замкнутых физических системах она сохраняется на протяжении всего времени (пока система будет замкнутой) и представляет собой один из трех аддитивных интегралов движения, сохраняющих величину при движении. К ним относятся: энергия, момент Введение понятия «энергия» целесообразно тогда, когда физическая система однородна во времени.

Внутрення энергия тел

Она представляет собой сумму энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекул, составляющих его. Ее нельзя измерить напрямую, поскольку она является однозначной функцией состояния системы. Всегда, когда система оказывается в данном состоянии, ее внутренняя энергия имеет присущее ему значение, независимо от истории существования системы. Изменение внутренней энергии в процессе перехода из одного физического состояния в другое всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях.

Внутренняя энергия газа

Помимо твердых тел, энергию имеют и газы. Она представляет собой кинетическую энергию теплового (хаотического) движения частиц системы, к которым относятся атомы, молекулы, электроны, ядра. Внутренней энергией идеального газа (математической модели газа) является сумма кинетических энергий его частиц. При этом учитывается число степеней свободы, представляющее собой число независимых переменных, определяющих положение молекулы в пространстве.

С каждым годом человечество потребляет все большее количество энергоресурсов. Чаще всего для получения энергии, необходимой для освещения и отопления наших жилищ, работы автотранспорта и различных механизмов, используются такие ископаемые углеводороды, как уголь, нефть и газ. Они относятся к невозобновимым ресурсам.

К сожалению, только незначительная часть энергии добывается на нашей планете с помощью возобновимых ресурсов, таких как вода, ветер и Солнце. На сегодняшний день их удельный вес в энергетике составляет всего 5 %. Еще 3 % люди получают в виде ядерной энергии, производимой на атомных электростанциях.

Имеют следующие запасы (в джоулях):

• ядерная энергия - 2 х 10 24 ;
• энергия газа и нефти - 2 х 10 23 ;
• внутренне тепло планеты - 5 х 10 20 .

Годовая величина возобновляемых ресурсов Земли:

• энергия Солнца - 2 х 10 24 ;
• ветер - 6 х 10 21 ;
• реки - 6,5 х 10 19 ;
• морские приливы - 2,5 х 10 23 .

Только при своевременном переходе от использования невозобновляемых запасов энергии Земли к возобновляемым человечество имеет шанс на долгое и счастливое существование на нашей планете. Для воплощения передовых разработок ученые всего мира продолжают тщательно изучать разнообразные свойства энергии.

Каждый человек наделен своей энергетикой. Она бывает врожденная и полученная в течение жизни. Есть слабая энергетика, есть энергетика сильная. От нее, по мнению специалистов в области эзотерики, зависят личностное развитие и успех человека в жизни. Как же определить свое энергетическое поле?

Определенных способов проверки человека на его энергетическую мощь нет. Энергетику нельзя измерить приборами. Но ее можно почувствовать. Как правило, человек активный, целеустремленный и деятельный обладает большим запасом жизненных сил. А тот, кто постоянно жалуется на нехватку энергии, и есть человек с низким уровнем энергетики.

Энергетически сильный человек, как правило, всегда бывает в хорошем настроении. Он умеет управлять своими эмоциями, знает, на что способен и смело идет к цели. Его не пугают трудности, так как он чувствует в себе силу, которая поможет в сложный период.

Люди с сильной энергетикой более удачливы по жизни. Они бодры и позитивны. Их настрой и крепкое здоровье позволяет легко добиваться своих целей. Энергичные люди могут манипулировать окружающими, отстоять свою точку зрения и завоевать внимание к своей персоне.

Однако те, у кого высокий энергетический потенциал, должны уметь контролировать свою силу. Энергию лучше направлять во благо себе и окружающим. Если у вас сильная энергетика, то есть вероятность того, что вы можете сглазить человека и нанести вред его биополю.

Энергетически слабый человек часто болеет. Если у него и возникают хорошие идеи, то он не спешит их реализовывать. Люди со слабой энергетикой быстро устают. Их легко обидеть или оказать на них влияние.

Уровень энергетики более точно можно определить по сновидениям. Что чаще всего вам снится?

Если во сне вы часто в идите реки, леса, заросли - то это признак переизбытка энергии. Также об этом может свидетельствовать музыка во сне или ремень, который сильно стягивает вашу талию. В этом случае с энергетикой у все в порядке. Правда, случается, что чрезмерная энергичность не доводит до добра. Если ваши силы направлены во благо, от них будет реальная польза. Но если вы растрачиваете ее по пустякам, то ничего хорошего от своей внутренней силы вы не получите.

Если вам постоянно снятся руины, старые дома, пропасть, пустота, голод, жажда, ссоры, драки, узкие дороги и коридоры, то вы испытываете недостаток жизненной силы. Это знак того, что срочно нужно изменить свою жизнь и восстановить энергию .

Не спешите отчаиваться, если вдруг поняли, что энергетически вы не сильны. Есть мнение, что человеческая энергетика постоянно меняется . Она может быть врожденной, наследственной (ее уровень это зависит от многих факторов, таких как место рождение, энергетика рождения, обстоятельства рождения и прочее) и приобретенной.

Приобретенная энергетика может меняться в зависимости от того, какой образ жизни ведет человек, чем он занимается, где живет и с кем общается. Исходя из этого, можно легко повысить свой энергетический уровень. Для этого существует много способов.

• Во-первых, необходимо полноценно питаться и наладить режим дня.
• Во-вторых, необходимо почаще оставаться наедине с собой и своими мыслями, чтобы лучше понять себя и свои желания.
• В-третьих, нужно отдавать предпочтение тому делу, которое приносить моральное удовлетворение.
• В-четвертых, следует больше общаться с людьми, которые настраивают вас на позитивные эмоции.

Зная свой энергетический потенциал, вы можете самостоятельно его усилить (если он слабый), либо направить в нужное русло для достижения целей. Обладая внутренней силой, вы можете добиться всего, чего захотите. Главное, постоянно работать над энергетикой, не давать ей сбоя и уметь контролировать ее, когда это необходимо.

23.10.2013 16:31

День большинства людей начинает довольно рано – кто встает на учебу, кто на работу. Некоторым...

Часть энергетического комплекса, снабжающая народное хозяйство преобразованными энергоносителями, включает электро- и теплоэнергетику. Их общественная миссия как базовых инфраструктурных отраслей (наряду с топливными) состоит в обеспечении энергетическое безопасности страны - важнейшего элемента национальной безопасности. Ведь энергия - один из главных факторов производства и формирования современного общества в целом.

Энергетика – область хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы; выработку, преобразование и использование различных видов энергии.

Теплоэнергетика – отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием тепловой энергии в другие виды энергии (механическую, электрическую).

Электроэнергетика является ведущим звеном энергетики страны. Рассматриваемая как производственно-технологический комплекс, она включает установки для генерирования электроэнергии, совместного (комбинированного) производства электрической и тепловой энергии, а также передачи электроэнергии к абонентским установкам потребителей

Электроэнергия - самый прогрессивный и уникальный энергоноситель. Ее свойства таковы, что она способна трансформироваться практически в любой вид конечной энергии, в то время как топливо, непосредственно используемое в потребительских установках, пар и горячая вода - только в механическую энергию и тепло разного потенциала.

Электрическая станция – промышленное предприятие, вырабатывающее электроэнергию и обеспечивающее ее передачу потребителям по электрической сети.

Теплоснабжение – обеспечение потребителей тепловой энергией.

Теплопотребляющая установка – комплекс устройств, использующих тепловую энергию для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха и технологических нужд.

Источник теплоты (тепловой энергии) – энергоустановка, производящая тепло (тепловую энергию)

Общественные функции и структура энергетики.

Электроэнергетика призвана выполнять следующие важные общественные функции:

Надежное и бесперебойное электроснабжение потребителей в соответствии с действующими государственными стандартами параметров качества электроэнергии.

Обеспечение дальнейшей электрификации народного хозяйства как процесса расширения использования электроэнергии для получения разных форм конечной энергии (механической, тепловой, химической и др.) и замены электричеством других энергоносителей.

Развитие теплофикации городов: процесса высокоэффективного централизованного теплоснабжения на основе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии.

Вовлечение в топливно-энергетический баланс страны (через производство электрической энергии) возобновляемых источников энергии, низкокачественного твердого топлива, ядерной энергии. В этом случае в электроэнергетике сокращается использование дефицитных и высококачественных видов топлива, прежде всего природного газа, который находит более эффективное применение в других отраслях народного хозяйства.

Электроэнергия производится на электростанциях разных типов: тепловых (ТЭС), гидравлических (ГЭС), атомных (АЭС), а также на установках, использующих так называемые нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ). Основным типом электростанций являются тепловые, на которых используется органическое топливо уголь, газ, мазут. Среди НВИЭ наибольшее распространение в мире получили солнечные, ветровые, геотермальные электростанции, установки, работающие на биомассе и твердых бытовых отходах.

Тепловые электростанции оборудуются паротурбинными энергоблоками различных мощностей и параметров пара, а также газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми (ПГУ) установками. Последние могут работать и на твердом топливе (например, с внутри цикловой газификацией).

Основу производственного потенциала электроэнергетики России составляют электростанции общего пользования; на них приходится более 90% генерирующих мощностей. Остальная часть - ведомственные электростанции и децентрализованные энергетические источники.

В структуре мощностей электростанций общего пользования лидируют паротурбинные ТЭС (рис. 1).

Рис 1. Структура генерирующих мощностей электроэнергетики

Тепловые электростанции включают конденсационные (КЭС), генерирующие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых осуществляется комбинированная выработка электроэнергии и тепла. В топливном балансе ТЭС определяющую роль играет природный газ. Его доля составляет около 65% и превышает долю угля более чем в 2 раза. Участие нефтетоплива незначительное (менее 5%).

Введение

ГОСТ 19431-84 (далее – стандарт) устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области энергетики и электрификации, относящиеся к производству, передаче, распределению и потреблению электрической энергии и тепла.

Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены «Ндп».

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования. Установленные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

В стандарте в качестве справочных приведены иностранные эквиваленты для ряда стандартизованных терминов на английском (Е), немецком (D) и французском (F) языках.

Общие понятия

Примечание - Распределение может производиться по стране, району и т.д.

Энергетический баланс Количественная характеристика производства, потребления и потерь энергии или мощности за установленный интервал времени для определенной отрасли хозяйства, зоны энергоснабжения, предприятия, установки. Качество электрической энергии D . Versorgungsqualität; Е . Quality of supply; F . Quality du service Степень соответствия характеристик электрической энергии в данной точке электрической системы совокупности нормированных значений показателей качества электрической энергии. Преобразование электрической энергии Е . Conversion of electricity; F . Conversion d’énergie électrique Изменение рода тока, напряжения, частоты или числа фаз. Потребитель электрической энергии (тепла) D . Verbraucher von Electroenergie; Е . Consumer; F . Usager Предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка, квартира, у которых приемники электрической энергии (тепла) присоединены к электрической (тепловой) сети и используют электрическую энергию (тепло). Потребитель-регулятор нагрузки Е . Controllable load; F . Charge modulable Потребитель электрической энергии или тепла, режим работы которого предусматривает возможность ограничения электропотребления или теплопотребления в часы максимума для выравнивания графика нагрузки энергетической системы или электростанции и увеличения нагрузки в часы минимума. Абонент энергоснабжающей организации D . Abnehmer; Е . Consumer; F . Abonné Потребитель электрической энергии (тепла), энергоустановки которого присоединены к сетям энергоснабжающей организации.

Основные виды энергоустановок

Примечание - При комплексном использовании топлива производятся: электрическая энергия, химические продукты, а также металлургическое, бытовое и искусственное жидкое топливо.

Основные режимы и параметры работы энергоустановок

Примечание - За установленный интервал времени принимают год.

Максимум нагрузки энергоустановки (группы электроустановок) Ндп. Пик нагрузки Наибольшее значение нагрузки энергоустановки потребителя (группы энергоустановок) за установленный интервал времени.

Примечание - За установленный интервал времени принимают сутки, неделю, месяц, год.

Базисный режим электростанции Режим работы электростанции с заданной, практически постоянной, мощностью в течение установленного интервала времени. Маневренный режим электростанции Режим работы электростанции с переменной мощностью в течение установленного интервала времени. Установленная мощность электроустановки Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование. Ограничение мощности агрегата (электростанции) Ндп. Разрывы мощности Значение вынужденного недоиспользования установленной мощности генерирующего агрегата (электростанции).

Примечание - Снижение мощности из-за ремонтных работ в ограничение мощности не включают.

Располагаемая мощность агрегата (электростанции) Е . Available power station capacity; F . Puissance disponible d’une centrale Установленная мощность генерирующего агрегата (электростанции), за вычетом ограничений его мощности. Рабочая мощность электростанции Располагаемая мощность электростанции, за вычетом мощности оборудования, выведенного в ремонт. Резервная мощность электроустановки Е . Reserve power; F . Puissance de réserve Разность между рабочей мощностью генерирующей электроустановки и мощностью, генерируемой в установленный момент времени. Присоединенная мощность электроустановки Сумма номинальных мощностей трансформаторов и приемников электрической энергии потребителя, непосредственно подключенных к электрической сети. Коэффициент неравномерности графика нагрузки энергоустановки потребителя Отношение минимального значения ординаты графика нагрузки потребителя к максимальному за установленный интервал времени. Коэффициент заполнения графика нагрузки энергоустановки потребителя D . Belastungsfaktor Отношение среднеарифметического значения нагрузки энергоустановки потребителя к максимальному за установленный интервал времени. Коэффициент спроса Отношение совмещенного максимума нагрузки приемников энергии к их суммарной установленной мощности. Коэффициент одновременности D . Gleichzeitigkeitsfaktor Отношение совмещенного максимума нагрузки энергоустановок потребителей к сумме максимумов нагрузки этих же установок за тот же интервал времени. Показатель использования установленной мощности электростанции D . Benutzungsdauer der installierten Leistung; F . Durée d’utilisation de la puissance maximale possible d’un groupe Отношение произведенной электростанцией электрической энергии за установленный интервал времени к установленной мощности электростанции.

Примечание - Показатель использования обычно выражают в часах за год.

Коэффициент использования установленной мощности электроустановки Отношение среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки за установленный интервал времени. Коэффициент сменности по энергопотреблению Отношение годового количества электроэнергии, потребляемой предприятием, к условному годовому потреблению.

Примечание - Под условным годовым потреблением понижают потребление при работе всех смен и режиме наиболее загруженной смены.

Уровень напряжения в пунктах электрической сети D . Spannungsniveau Значение напряжения в пунктах электрической сети, усредненное по времени или по некоторому числу узлов сети. Замыкающие затраты на топливо (электрическую энергию) Удельные народнохозяйственные затраты на увеличение потребности в различных видах топлива (электрической энергии) в данном районе в установленный интервал времени. Тариф на электрическую энергию (тепло) Е . Tariff; F . Tarif Система ставок, но которым взимают плату за потребленную электрическую энергию (тепло).

Литература

1. ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения
2. ГОСТ 21027-75 Системы энергетические. Термины и определения
3. ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения
4. ГОСТ Р 54130-2010 Качество электрической энергии. Термины и определения

При проектировании дуговой сталеплавильной печи выбор мощности печного трансформатора производится на основании энергетического баланса печи в период расплавления и по результатом этого баланса определяется кроме необходимой мощности печного трансформатора и длительность расплавления и удельный расход электроэнергии в период расплавления, т.е. важнейшие параметры печи, определяющие ее производительность и технико-экономическую эффективность.

Определение полезной энергии для нагрева и расплавления металла и шлака.

К концу периода плавления за счет угара и физических потерь с удаленным из печи шлаком происходит потеря некоторой части загруженного в печь металла. По уточненным данным эти потери Кп составляют до 3 % массы лома.

1. Для получения заданного количества жидкого металла в печь необходимо загрузить увеличенное количество скрапа, исходя из соотношения:

где Gзагр - масса загружаемого в печь скрапа;

Gж - масса жидкого металла в конце периода плавления;

Kп - потери металла по отношению к массе загружаемого в печь скрапа,%;

2. Энергия, необходимая для нагрева и расплавления скрапа:

W1 = Gзагр · С1 · (tпл - t0) + 0,278· лж= 87,63 · 179 · (1600-50) + 750 · 0,278= 24313152 Вт · ч

где С1 - средняя удельная теплоемкость материала в интервале от начальной

температуры до температуры плавления, Вт · ч/(кг · 0С)

tпл - температура плавления, ос;

tпер - заданная температура перегрева, 0С;

лж - скрытая теплота плавления жидкого металла, кДж/кг;

3. Энергия, необходимая для перегрева расплавленного металла (Вт · ч):

W2 = Gж · С2 · tпер =87,63· 181 · 50 = 793051,5 Вт · ч

где С2 - средняя удельная теплоемкость жидкого материала в интервале от температуры плавления до заданной температуры перегрева, Вт · ч / (кг ·0С).

4. Энергия, необходимая для нагрева и расплавления шлакообразующих материалов, а также для перегрева расплавленного шлака, равна (Вт · ч):

W3 = Gш · (Сш · (tпер - tпл) + лш·0,278)= 5,26 · (34 · (1600-50) + 752·0,278) = 278301,66 Вт · ч.

где Gш - масса шлака (кг) принимается по отношению к массе загружаемого в печь скрапа и зависит от условий проводимой технологии.

Gш =87,63 · 0,06=5,26т.

5. Суммарная энергия периода расплавления:

Wпол = W1 + W2 + W3 = 24313152+793051,5+278301,66 =25384505,2 Вт · ч

Определение тепловых потерь через футеровку:

При работе ДСП огнеупорная кладка стен и свода с каждой плавкой изнашивается и утончается. Принимая, что к концу компании кладка может износиться на 50 % первоначальной ее толщины, вводить в расчет 0,75 толщины огнеупорной кладки. К футеровке подины эта рекомендация не относится.

1. Определим удельный тепловой поток нижнего участка стены при толщине равной:

0,75· 0,46=0,345м.

2. Коэффициент теплопроводности магнезитохромитового кирпича:

Температуру внутренней поверхности огнеупорной кладки принимаем равной єС, температуру окружающего воздуха єС. Температурой внешней поверхности кладки задаемся в первом приближении (для определения tср) єС.

3. При этих условиях определяем коэффициент теплопроводности:

где = 31,35 Вт/(м2К) - коэффициент теплоотдачи с поверхности кожуха.

• 4. Толщина верхнего участка стены:
• 5. Задаемся температурой кожуха єС и определяем коэффициент теплопроводности:
• 6. Расчетная внешняя поверхность каждого участка стен равна:

7. Суммарные тепловые потери через стены печи:

Для определения удельных потерь принимаем температуру внутренней поверхности футеровки подины t1=1600єС и задаемся в первом приближении температурой внешней футеровки, а также температурой на границе огнеупорного и теплоизоляционного слоев футеровки

• 8. Тепловые потери через футеровку падины:
• 9. Суммарные тепловые потери:
• 10. Тепловые потери через футеровку свода:

t1=tпл=1600"C; t2=20"C

11. Суммарные тепловые потери через футеровку:

Qф=Qст+Qсв+ Qпад=189082+227957,23+961652,7=1378691,93Вт=1378,69кВт

12. Тепловые потери излучением Qизл(кВт) через рабочее окно печи определяется по уравнению:

Qизл = qизл · ц · Fизл

где qизл - удельные тепловые потери излучением с поверхности, имеющей температуру tизл, в окружающую среду с температурой 200

qизл = 572 Вт/м2

ц - коэффициент дифрагмирования оконного проема

Fизл - тепловоспринимающая поверхность дверцы рабочего окна, м2.

Fизл= b· h=1.374 ·1.031=1.417м2

Qизл = 572 · 1,417 · 1 = 810,524Вт=0,811 кВт.

13. Тепловые потери межплавочного простоя Qпр можно определить следующим образом:

Qпр = (Qф + Qизл + 0,5 Qг) · Kн.п.=(1378,69+0,811+0,5·3298) ·1,1=3331,35кВт

где Qф- потери через футеровку в период расплавления, кВт;

Qизл- потери излучением через рабочее окно в период расплавления, кВт;

Qг - потери печи с газами в период расплавления, кВт=3298кВт

Кн.п. - коэффициент неучтенных потерь, принимаемый обычно в пределах 1,1 - 1,2