ID: 937

Название работы: Газодинамические расчеты газо-воздушных трактов

Категория: Контрольная

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Скорость движения дымовых газов в начале печи. Скорость движения продуктов горения в вертикальном канале. Потери давления на повороте из дымохода в вертикальный канал. Средняя температура дыма по длине трубы.

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-01-06

Размер файла: 118.5 KB

Работу скачали: 34 чел.

Газодинамические расчеты газо-воздушных трактов

Схема газо-воздушного тракта представлена на рис. 1.

Количество продуктов сгорания составляет , плотность которых . Размеры рабочего пространства в начале печи: 6500х1200 мм, температура покидающего методическую зону дыма .

Примем, что температура продуктов горения в дымоходе равна .

Участок 1-2

Скорость движения дымовых газов в начале печи составляет

.

Скорость движения продуктов горения в дымоходе принимаем равной 1 м/с, тогда площадь поперечного сечения составит:

.

Размеры дымохода следующие: длина l = 8,5 м, ширина b = 1,5 м, высота h = 1,3 м.

Эквивалентный гидравлический диаметр дымохода:

,

где - площадь поперечного сечения дымохода, м2 ;

      - периметр сечения дымохода, м.

Так как верхняя форма дымохода – полуцилиндр, а нижняя - параллелепипед, то площадь и периметр составят:

;

.

Тогда

.

Потери давления на местном сопротивлении при повороте в дымоход на 900 с сужением (т.1):

,
Данному  участку соответствует коэффициент сопротивления [2], тогда

.

Потери давления на трение

На данном участке коэффициент трения (кирпичный канал) [1]. Далее найдем температуру дыма в конце данного участка из условия, что на 1 м канала температура дыма падает на 2 град, т.е. температура составит:

.

Тогда потери давления на трение составят

.

Суммарные потери давления на участке 1-2:

.

Участок 2-3

Скорость движения продуктов горения в вертикальном канале принимаем . Тогда площадь сечения канала составит:

.

Принимаем, что форма поперечного сечения вертикального участка – квадрат, т.е. высота = ширина = . Длина канала 10 м.

Тогда эквивалентный диаметр данного участка канала составит

.

Потери давления на повороте из дымохода в вертикальный канал на 900 с сужением при коэффициенте сопротивления для такого типа участка [2] равны

.

Температура в конце участка 2-3 составит:

.

Потери давления на трение с учетом коэффициента трения  составляют

.

Потери давления на преодоление геометрического давления

Суммарные потери давления на участке 2-3

.

Участок 3-4

Скорость движения продуктов горения в борове (уч.3-4) . Тогда сечение борова составит:

.

Принимаем, что форма поперечного сечения борова – квадрат, т.е. высота = ширина = . Длина канала 4 м.

Тогда эквивалентный диаметр данного участка канала составит

.

Коэффициент сопротивления для поворота на 900  без изменения поперечного сечения [2]. Тогда потери давления при повороте составят

 

Температура в конце участка (т.4):

.

Коэффициент трения .

Потери давления на трение:

Суммарные потери давления на участке 3-4

.

Участок 4-6

Потери давления на данном участке складываются из потерь при внезапном расширении(т.4) на входе в рекуператор, потерь на омывание продуктами сгорания коридорного пучка труб рекуператора(т.5) и потерь в результате внезапного сужения на выходе из рекуператора(т.6).

В нашем случае устанавливается рекуператор двухсекционный.

Размеры отсека рекуператора:

l = 2760 + 3200 + 700 = 6660 мм; b = 2320 мм; h = 4220 мм.

Диаметр труб рекуператора 0,076 м, шаг мм; шаг мм. Температура продуктов горения на входе в рекуператор , на выходе – . Скорость движения дыма в рекуператоре . Число рядов по длине рекуператора n = 10 + 12 = 22 шт.

Потери давления при внезапном расширении на входе (т.4):

;

.

Потери при поперечном омывании коридорного пучка труб рекуператора (т.5):

.

Коэффициент сопротивления при омывании коридорного пучка труб и при таких параметрах рекуператора составляет [2].

.

Потери давления при внезапном сужении на выходе (т.6):

; при температуре 440 коэффициент кинематической вязкости продуктов сгорания составляет , тогда критерий Рейнольдса равен:

. Т.к. >, коэффициент сопротивления находится по следующей формуле:

.

Тогда потери давления составят

.

Суммарные потери давления на участке 4-6 (рекуператор)

.

Участок 6-7

Принимаем длину участка 2 м. Тогда температура в конце данного участка составит

.

Скорость движения дыма  .

Потери давления на трение пир движении продуктов сгорания от рекуператора до шибера

.

Участок 7-8

Потери давления на шибере (т.7):

Принимаем, что шибер закрыт на 20 %, тогда скорость будет составлять

.

Потери давления на трение при движении дыма от шибера до трубы

Температура в конце данного участка составит (длина участка 3 м):

.

.

Суммарные потери давления на участке 6-8

.

Потери давления при повороте в трубу на 900 с расширением

.

Общие потери давления

.

Принимаем скорость движения дыма в устье трубы 2,5 м/с, тогда площадь сечения составит:

, тогда диаметр .

Диаметр основания трубы .

Скорость дыма в основании трубы

.

Действительное разряжение, создаваемое трубой должно быть на 20-40% больше потерь давлений при движении продуктов сгорания, т.е.

.

Для определения температур газов в конце трубы ориентировочно принимаем высоту трубы Н = 40 м. Падение температур для кирпичной трубы принимаем равным 1 град/м, т.е.:

.

Тогда температура газов в конце трубы

.

Средняя температура дыма по длине трубы

.

Средний диаметр трубы

.

Тогда .

Средняя скорость движения дыма в трубе

.

Высота трубы:

Библиографический список:

1.  Б.С. Мастрюков «Теория, конструкции и расчеты металлургических печей», под редакцией профессора В.А. Кривандина, Москва, Металлургия, 1986 г.
2.  В.И. Миткалинный, В.А. Кривандин «Металлургические печи», атлас, Москва, Металлургия, 1987 г.
3.  Б.К. Сеничкин, Г.Н. Матвеева, Е.Б. Агапитов «Тепловые расчеты нагревательных печей», часть 1, Магнитогорск, 2002 г.
4.  Б.К. Сеничкин «Газодинамические расчеты элементов теплотехнических систем», Магнитогорск, 2002 г.