Handbuch der Brennertechnik für Industrieöfen: Grundlagen, Brennertechniken, Anwendungen
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Essen
Vulkan-Verl.
2007
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XV, 234 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783802729386 3802729382 |
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Vorwort III
Autoren V
1. Verbrennungslehre 1
1.1 Stöchiometrie 1
1.1.1 Reaktionselemente technischer Brennstoffe 1
1.1.2 Charakteristische Größen für die Zusammensetzung von gasförmigen
Brennstoffen 2
1.1.2.1 Charakteristische Atomsummen bei gasförmigen Brennstoffen 2
1.1.3 Verbrennungsrechnung 4
1.1.3.1 Berechnung des Luftbedarfs 5
1.1.3.2 Berechnung der Abgasmenge und der Abgaszusammensetzung 7
1.2 Energieströme im Ofenraum 11
1.2.1 Kennzeichnende Ofenflächen 11
1.2.2 Charakteristische Leistungen und Wärmeströme 11
1.2.3 Energiebilanz 14
1.2.4 Wirkungsgrade 14
1.2.4.1 Feuerungstechnischer Wirkungsgrad 14
1.2.4.2 Ofentechnischer Wirkungsgrad 15
1.2.4.3 Wärmetechnischer Wirkungsgrad 17
1.2.5 Brennstoffersparnis bei Luftvorwärmung 17
2. Strömungstechnik 19
2.1 Ideales Gas 19
2.2 Kontinuitätsgleichung 21
2.3 Bernoullische Gleichung 22
2.4 Turbulenter Freistrahl 25
2.5 Druckverluste in Rohrleitungen 26
3. Wärmeübertragung 28
3.1 Mechanismen des Wärmetransports 28
3.2 Wärmestrahlung 30
3.2.1 Elektromagnetisches Spektrum 30
3.2.2 Stefan-Boltzmannsches Gesetz 31
3.2.3 Plancksches Verteilungsgesetz 32
3.2.4 Reflexion, Absorption, Transmission 32
3.2.5 Kirchhoffsches Gesetz 33
3.2.6 Richtungsabhängige und diffuse Strahlung 34
3.2.7 Strahlungsaustausch 34
3.2.7.1 Strahlungsdichte 34
3.2.7.2 Strahlungsaustausch zwischen zwei Körpern 35
3.2.8 Gasstrahlung 39
3.3 Wärmeleitung 39
3.3.1 Differentialgleichung des Temperaturfeldes 39
3.3.2 Stationäre, eindimensionale Wärmeleitung 40
3.3.2.1 Ebene Wände mit vorgegebenen Oberflächentemperaturen 40
3.3.2.2 Ebene Wände mit konvektivem Wärmeübergang 41
3.3.3 Instationäre Wärmeleitung 41
3.3.3.1 Körper mit sehr großer Wärmeleitfähigkeit 41
3.4 Konvektion 43
3.4.1 Anwendung der Ähnlichkeitstheorie zur Darstellung von
Wärmeübertragungsgesetzen 44
3.4.2 Längs und quer angeströmter Zylinder 45
4. Brennertechnik 47
4.1 Verbrennungstechnik 47
4.1.1 Buschfeuer 48
4.1.2 Offenes Rostfeuer 48
4.1.3 Einfacher Ofen 49
4.1.4 Feuerung mit Brennern 49
4.1.5 Entstehung der Flamme 49
4.1.6 Flammengeschwindigkeit 51
4.1.7 Einteilung von Flammen 52
4.2 Klassifizierung von Brennern und Flammen 53
4.2.1 Luftzufuhr 53
4.2.2 Brennstoff/Aggregatzustand 53
4.2.3 Stabilisierungsart 54
4.2.4 Flammefarbe 55
4.2.5 Luft- oder Brennstoffstufung 55
4.2.6 Flammenform 55
4.2.7 Strömungsgeschwindigkeit 56
4.2.8 Direkte und indirekte Beheizung 56
4.2.9 Luftvorwärmung 57
4.2.10 Stoichiometrie 58
4.2.11 Leistungsanpassung 58
4.3 Flammlose Oxidation 58
4.3.1 Prinzip 59
4.3.2 Berechnungen und Versuchsergebnisse 63
4.3.3 Feldmessungen 64
4.3.4 Anwendungen 68
4.3.5 Wesentliche Merkmale 69
5. Computersimulation 70
5.1 Aufbereiten der Aufgabenstellung 70
5.1.1 Berechnungsgitter 70
5.1.2 Stationäre oder instationäre Berechnung 72
5.1.3 Stoffeigenschaften 73
5.1.4 Randbedingungen 73
5.1.5 Rechen-Modelle 75
5.2 Lösen der Gleichungen 77
5.3 Ergebnisdarstellung 77
6. Schadstoffminderung 79
6.1 NOx-Minderung durch Flammenkühlung 81
6.2 Magere Vormischverbrennung 82
6.3 Flammenstufung 83
6.4 Abgasrezirkulation 84
6.5 Sauerstoffverbrennung 84
6.6 Begrenzung der Luftvorwärmung 85
6.7 Brennstoff NO Reduzierung 85
6.8 Abgasentstickung 85
6.9 NOx-Maßeinheiten 85
6.10 NOx-Messungen 88
7. Wärmetauscher 89
7.1 Grundbauarten 90
7.2 Kenngrößen 93
7.3 Bestimmung von Wirkungsgraden 96
7.3.1 Bestimmung des Leerwertes 97
7.3.2 Messung der Luftvorwärmtemperatur 100
7.3.3 Messung der Abgastemperatur 101
8. Industriebrenner 103
8.1 Kaltluftbrenner 103
8.1.1 Vorgemischbrenner 103
8.1.2 Mündungsmischbrenner 103
8.1.3 Gebläsebrenner 109
8.1.4 Oberflächenbrenner 109
8.1.5 Porenbrenner 110
8.1.6 Flachflammenbrenner 111
8.1.7 Schwach- und Sondergasbrenner 111
8.1.8 Mehrstoffbrenner 112
8.1.9 Brenner für sauerstoffangereicherte Luft 115
8.2 Warmluftbrenner 117
8.2.1 Stetig geregelte Warmluftbrenner mit Zentralrekuperator 120
8.2.2 Getaktete Warmluftbrenner mit Zentralrekuperator 122
8.2.3 Warmluftbrenner mit Zentralregenerator 127
8.2.4 Stetig geregelte Warmluftbrenner mit Zonenreku oder Drehbettregenerator 127
8.3 Rekuperatorbrenner 128
8.3.1 Rekuperatorbrenner mit Eduktor 132
8.3.2 Rekuperatorbrenner mit Abgasklappe 135
8.4 Regeneratorbrenner 137
8.4.1 Regenerator-Brenner-Paare 137
8.4.2 Regenerator-Brenner 140
8.5 Strahlheizrohre 142
8.5.1 Strahlrohrbauformen 142
8.5.2 Wärmerückgewinnung bei Strahlheizrohren 146
8.5.3 Temperaturgleichmäßigkeit 148
8.5.4 Regelung von Strahlheizrohren 150
8.5.5 Strahlrohranordnung und Auslegung 151
9. Normen und gesetzliche Vorschriften 155
9.1 Einleitung und Grundsätzliches 155
9.2 Normungsorganisationen 155
9.3 Normen und deren Wirkungsbereich 157
9.4 Grundsätzliches zur europäischen Normungsarbeit 158
9.4.1 EG-Binnenmarktrichtlinien 158
9.4.2 Neue Konzeption (New Approach) 158
9.4.3 Zusammenhang zwischen Richtlinie und Normung 159
9.4.4 Anwendung europäischer Harmonisierter Normen 160
9.5 Die EG-Maschinenrichtlinie (MD) 160
9.5.1 Konformitätserklärung 161
9.5.2 Herstellererklärung 162
9.5.3 CE-Kennzeichen 162
9.5.4 Neue Maschinenrichtlinie ab 29.12.2009 163
9.6 Weitere EG-Richtlinien 165
9.6.1 Druckgeräterichtlinie (PED) 165
9.6.2 Gasgeräterichtlinie (GAD) 165
9.7 Betrieb von Anlagen 166
9.8 Normungsstruktur zur Maschinenrichtlinie 167
9.9 Wichtige Typ-A-und Typ-B-Normen für Industriebrenner 168
9.9.1 Wichtige Typ A-Normen für Thermoprozessanlagen und Industriebrenner 168
9.9.1.1 DIN EN 1050 168
9.9.1.2 DIN EN 60204-1 169
9.9.1.3 DIN EN ISO 12100-1 169
9.9.1.4 DIN EN ISO 12100-2 170
9.9.2 Wichtige Typ B-Normen für Thermoprozessanlagen und Industriebrenner 170
9.9.2.1 DIN EN ISO 13850 170
9.9.2.2 DIN EN ISO 13732-1 170
9.9.2.3 DIN EN 953 171
9.9.2.4 DIN EN 61496-1 172
9.10 Wichtige Typ-C-Normen für Industriebrenner 172
9.10.1 DIN EN 746-1 172
9.10.2 DIN EN 746-2 173
9.11 Normen für Komponenten von Industriebrennern 174
9.11.1 DIN EN 161 174
9.11.2 DIN EN 225-1 175
9.11.3 DIN EN 225-2 175
9.11.4 DIN EN 230 175
9.11.5 DIN EN 264 176
9.11.6 DIN EN 298 176
9.11.7 DIN EN 1643 177
9.11.8 DIN EN 1854 177
9.11.9 DIN EN 12067-1 177
9.11.10 DIN EN 12067-2 178
9.12 Normen für Kompaktbrenner 178
9.12.1 DIN EN 267 179
9.12.2 DIN EN 676 179
9.13 Normen für Thermoprozessanlagen 179
9.13.1 DIN EN 746-3 180
9.13.2 DIN EN 746-4 180
9.13.3 DIN EN 746-5 181
9.13.4 Entwurf prEN 746-6 182
9.13.5 Entwurf prEN 746-7 183
9.13.6 DIN EN 746-8 184
9.13.7 DIN EN 1547 185
9.13.8 DIN EN 1539 186
9.13.9 DIN 24201 187
9.14 Grundsätzliches zum Normenaufbau 187
9.14.1 Wie liest man eine Norm? 187
9.14.2 Aufbau einer Typ-C-Norm nach der Maschinenrichtlinie 188
Anhang 191
Wärmetechnische Tabellen 191
Wärmetechnische Begriffe 206
Weitere Informationen zum Fach 209
Gaswärme International - Veröffentlichungen (1998-2006) 215
Stichwortverzeichnis 225
Inserentenverzeichnis 231
|
| adam_txt |
Inhalt
Vorwort III
Autoren V
1. Verbrennungslehre 1
1.1 Stöchiometrie 1
1.1.1 Reaktionselemente technischer Brennstoffe 1
1.1.2 Charakteristische Größen für die Zusammensetzung von gasförmigen
Brennstoffen 2
1.1.2.1 Charakteristische Atomsummen bei gasförmigen Brennstoffen 2
1.1.3 Verbrennungsrechnung 4
1.1.3.1 Berechnung des Luftbedarfs 5
1.1.3.2 Berechnung der Abgasmenge und der Abgaszusammensetzung 7
1.2 Energieströme im Ofenraum 11
1.2.1 Kennzeichnende Ofenflächen 11
1.2.2 Charakteristische Leistungen und Wärmeströme 11
1.2.3 Energiebilanz 14
1.2.4 Wirkungsgrade 14
1.2.4.1 Feuerungstechnischer Wirkungsgrad 14
1.2.4.2 Ofentechnischer Wirkungsgrad 15
1.2.4.3 Wärmetechnischer Wirkungsgrad 17
1.2.5 Brennstoffersparnis bei Luftvorwärmung 17
2. Strömungstechnik 19
2.1 Ideales Gas 19
2.2 Kontinuitätsgleichung 21
2.3 Bernoullische Gleichung 22
2.4 Turbulenter Freistrahl 25
2.5 Druckverluste in Rohrleitungen 26
3. Wärmeübertragung 28
3.1 Mechanismen des Wärmetransports 28
3.2 Wärmestrahlung 30
3.2.1 Elektromagnetisches Spektrum 30
3.2.2 Stefan-Boltzmannsches Gesetz 31
3.2.3 Plancksches Verteilungsgesetz 32
3.2.4 Reflexion, Absorption, Transmission 32
3.2.5 Kirchhoffsches Gesetz 33
3.2.6 Richtungsabhängige und diffuse Strahlung 34
3.2.7 Strahlungsaustausch 34
3.2.7.1 Strahlungsdichte 34
3.2.7.2 Strahlungsaustausch zwischen zwei Körpern 35
3.2.8 Gasstrahlung 39
3.3 Wärmeleitung 39
3.3.1 Differentialgleichung des Temperaturfeldes 39
3.3.2 Stationäre, eindimensionale Wärmeleitung 40
3.3.2.1 Ebene Wände mit vorgegebenen Oberflächentemperaturen 40
3.3.2.2 Ebene Wände mit konvektivem Wärmeübergang 41
3.3.3 Instationäre Wärmeleitung 41
3.3.3.1 Körper mit sehr großer Wärmeleitfähigkeit 41
3.4 Konvektion 43
3.4.1 Anwendung der Ähnlichkeitstheorie zur Darstellung von
Wärmeübertragungsgesetzen 44
3.4.2 Längs und quer angeströmter Zylinder 45
4. Brennertechnik 47
4.1 Verbrennungstechnik 47
4.1.1 Buschfeuer 48
4.1.2 Offenes Rostfeuer 48
4.1.3 Einfacher Ofen 49
4.1.4 Feuerung mit Brennern 49
4.1.5 Entstehung der Flamme 49
4.1.6 Flammengeschwindigkeit 51
4.1.7 Einteilung von Flammen 52
4.2 Klassifizierung von Brennern und Flammen 53
4.2.1 Luftzufuhr 53
4.2.2 Brennstoff/Aggregatzustand 53
4.2.3 Stabilisierungsart 54
4.2.4 Flammefarbe 55
4.2.5 Luft- oder Brennstoffstufung 55
4.2.6 Flammenform 55
4.2.7 Strömungsgeschwindigkeit 56
4.2.8 Direkte und indirekte Beheizung 56
4.2.9 Luftvorwärmung 57
4.2.10 Stoichiometrie 58
4.2.11 Leistungsanpassung 58
4.3 Flammlose Oxidation 58
4.3.1 Prinzip 59
4.3.2 Berechnungen und Versuchsergebnisse 63
4.3.3 Feldmessungen 64
4.3.4 Anwendungen 68
4.3.5 Wesentliche Merkmale 69
5. Computersimulation 70
5.1 Aufbereiten der Aufgabenstellung 70
5.1.1 Berechnungsgitter 70
5.1.2 Stationäre oder instationäre Berechnung 72
5.1.3 Stoffeigenschaften 73
5.1.4 Randbedingungen 73
5.1.5 Rechen-Modelle 75
5.2 Lösen der Gleichungen 77
5.3 Ergebnisdarstellung 77
6. Schadstoffminderung 79
6.1 NOx-Minderung durch Flammenkühlung 81
6.2 Magere Vormischverbrennung 82
6.3 Flammenstufung 83
6.4 Abgasrezirkulation 84
6.5 Sauerstoffverbrennung 84
6.6 Begrenzung der Luftvorwärmung 85
6.7 Brennstoff NO Reduzierung 85
6.8 Abgasentstickung 85
6.9 NOx-Maßeinheiten 85
6.10 NOx-Messungen 88
7. Wärmetauscher 89
7.1 Grundbauarten 90
7.2 Kenngrößen 93
7.3 Bestimmung von Wirkungsgraden 96
7.3.1 Bestimmung des Leerwertes 97
7.3.2 Messung der Luftvorwärmtemperatur 100
7.3.3 Messung der Abgastemperatur 101
8. Industriebrenner 103
8.1 Kaltluftbrenner 103
8.1.1 Vorgemischbrenner 103
8.1.2 Mündungsmischbrenner 103
8.1.3 Gebläsebrenner 109
8.1.4 Oberflächenbrenner 109
8.1.5 Porenbrenner 110
8.1.6 Flachflammenbrenner 111
8.1.7 Schwach- und Sondergasbrenner 111
8.1.8 Mehrstoffbrenner 112
8.1.9 Brenner für sauerstoffangereicherte Luft 115
8.2 Warmluftbrenner 117
8.2.1 Stetig geregelte Warmluftbrenner mit Zentralrekuperator 120
8.2.2 Getaktete Warmluftbrenner mit Zentralrekuperator 122
8.2.3 Warmluftbrenner mit Zentralregenerator 127
8.2.4 Stetig geregelte Warmluftbrenner mit Zonenreku oder Drehbettregenerator 127
8.3 Rekuperatorbrenner 128
8.3.1 Rekuperatorbrenner mit Eduktor 132
8.3.2 Rekuperatorbrenner mit Abgasklappe 135
8.4 Regeneratorbrenner 137
8.4.1 Regenerator-Brenner-Paare 137
8.4.2 Regenerator-Brenner 140
8.5 Strahlheizrohre 142
8.5.1 Strahlrohrbauformen 142
8.5.2 Wärmerückgewinnung bei Strahlheizrohren 146
8.5.3 Temperaturgleichmäßigkeit 148
8.5.4 Regelung von Strahlheizrohren 150
8.5.5 Strahlrohranordnung und Auslegung 151
9. Normen und gesetzliche Vorschriften 155
9.1 Einleitung und Grundsätzliches 155
9.2 Normungsorganisationen 155
9.3 Normen und deren Wirkungsbereich 157
9.4 Grundsätzliches zur europäischen Normungsarbeit 158
9.4.1 EG-Binnenmarktrichtlinien 158
9.4.2 Neue Konzeption (New Approach) 158
9.4.3 Zusammenhang zwischen Richtlinie und Normung 159
9.4.4 Anwendung europäischer Harmonisierter Normen 160
9.5 Die EG-Maschinenrichtlinie (MD) 160
9.5.1 Konformitätserklärung 161
9.5.2 Herstellererklärung 162
9.5.3 CE-Kennzeichen 162
9.5.4 Neue Maschinenrichtlinie ab 29.12.2009 163
9.6 Weitere EG-Richtlinien 165
9.6.1 Druckgeräterichtlinie (PED) 165
9.6.2 Gasgeräterichtlinie (GAD) 165
9.7 Betrieb von Anlagen 166
9.8 Normungsstruktur zur Maschinenrichtlinie 167
9.9 Wichtige Typ-A-und Typ-B-Normen für Industriebrenner 168
9.9.1 Wichtige Typ A-Normen für Thermoprozessanlagen und Industriebrenner 168
9.9.1.1 DIN EN 1050 168
9.9.1.2 DIN EN 60204-1 169
9.9.1.3 DIN EN ISO 12100-1 169
9.9.1.4 DIN EN ISO 12100-2 170
9.9.2 Wichtige Typ B-Normen für Thermoprozessanlagen und Industriebrenner 170
9.9.2.1 DIN EN ISO 13850 170
9.9.2.2 DIN EN ISO 13732-1 170
9.9.2.3 DIN EN 953 171
9.9.2.4 DIN EN 61496-1 172
9.10 Wichtige Typ-C-Normen für Industriebrenner 172
9.10.1 DIN EN 746-1 172
9.10.2 DIN EN 746-2 173
9.11 Normen für Komponenten von Industriebrennern 174
9.11.1 DIN EN 161 174
9.11.2 DIN EN 225-1 175
9.11.3 DIN EN 225-2 175
9.11.4 DIN EN 230 175
9.11.5 DIN EN 264 176
9.11.6 DIN EN 298 176
9.11.7 DIN EN 1643 177
9.11.8 DIN EN 1854 177
9.11.9 DIN EN 12067-1 177
9.11.10 DIN EN 12067-2 178
9.12 Normen für Kompaktbrenner 178
9.12.1 DIN EN 267 179
9.12.2 DIN EN 676 179
9.13 Normen für Thermoprozessanlagen 179
9.13.1 DIN EN 746-3 180
9.13.2 DIN EN 746-4 180
9.13.3 DIN EN 746-5 181
9.13.4 Entwurf prEN 746-6 182
9.13.5 Entwurf prEN 746-7 183
9.13.6 DIN EN 746-8 184
9.13.7 DIN EN 1547 185
9.13.8 DIN EN 1539 186
9.13.9 DIN 24201 187
9.14 Grundsätzliches zum Normenaufbau 187
9.14.1 Wie liest man eine Norm? 187
9.14.2 Aufbau einer Typ-C-Norm nach der Maschinenrichtlinie 188
Anhang 191
Wärmetechnische Tabellen 191
Wärmetechnische Begriffe 206
Weitere Informationen zum Fach 209
Gaswärme International - Veröffentlichungen (1998-2006) 215
Stichwortverzeichnis 225
Inserentenverzeichnis 231 |
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Inhaltsverzeichnis