Lа-г

Lдиф-кон

Lрек

Lз-и

Lи-л

Lл-м

Lм-т

Lт-ф

/c

м/c

м/c

⁰С

м

м

Рекуператор

_{, мм}

337,6

54,5

337,6

236,5

97

, мм

355,6

63,5

355,6

244,5

102

_{, м/с}

8,94

8,17

8,94

9,11

9,02

t, ̊С

W₀, м/с

d, м

W_t , м/с

Re

λ

L, м

P, Па

А-Г

20

8,94

0,3376

9,59

215879,5

0,015228

9

22,49778

Д-Ж

185

8,17

0,0545

13,70

34215,56

0,021811

5

144,8393

З-Л

350

8,94

0,3376

20,39

132920,9

0,016693

22

128,1837

Л-М

350

9,11

0,097

20,77

38911,25

0,021253

8

214,4094

М-Т

350

5,31

0,097

12,11

22691,43

0,023714

8

81,35951

Т-Ф

350

9,02

0,2365

20,58

93994,44

0,017848

2,5

22,65343

Сумма Р:

613,94

ξ_м

W, м/с

t, ̊С

ρ(1+βt)

P,Па

А

1,23

8,94

20

1,39

68,17

Б,К

0,40

8,94

20

1,39

22,17*2

В

4,60

8,94

20

1,39

254,93

Г

0,40

8,94

20

1,39

22,17

Д

1,50

8,17

20

1,39

69,46

Е

0,40

8,17

185

2,17

28,95

Ж

1,05

8,17

350

2,95

103,38

З

1,23

8,94

350

2,95

144,94

И

0,32

8,94

350

2,95

37,71

Л

1,00

8,94

350

2,95

117,84

М

0,42

9,11

350

2,95

51,38

Н-С

0,45

5,31

350

2,95

18,74

Т

1,55

9,02

350

2,95

186,11

У

2,70

9,02

1. Конфузор в точке А:

2. Составное колено 45°×2=90° в точке Б и К;

3. Задвижка открытая на 0,4d в точке В;

4. Диффузор в точке Г;

5. Вход в трубки рекуператора в точке Д;

6. Плавный поворот на 180° в точке Е;

7. Выход из трубок рекуператора в точке Ж;

8. Конфузор в точке З;

9. Составное колено 45°×2=90° в точке И;

10. Разделение потоков в симметричном тройнике в точке Л;

11. Поворот на 35° в точке М;

12. Тройник с ответвлениями Н-С;

13. Ответвление воздуха в точке Т;

14. Сопротивление регулировочной дроссельной заслонки, открытой на угол 20°;

15. Сопротивление воздушному потоку в корпусе горелки (точка Ф):

Сумма всех местных сопротивлений воздушной трассы составляет

2.4 Геометрическое давление

Рассчитаем геометрическое давление на отдельных вертикальных участках воздушной трассы.

Р_геом = g(h₁ – h₂)×(r_в20 – r_в350),

где r_в20 и r_в350 – плотность воздуха при температуре 20° С и при температуре 350 °С соответственно, кг/м³;

h₁ и h₂ – перепады высот, м.

r_в = ,

где t_в – температура воздуха, ° С.

r_в20 = кг/м³;

r_в450 = кг/м³.

h₁ – h₂ = 12 м (участок З-И);

h₁ – h₂ = 2,5 м (участок Т-Ф).

Р_{геом.ЗИ} = 9,81×12×(0,57 -1,205) = -75,12 Па;

Р_{геом.ТФ} = 9,81×2,5×(1,205 – 0,57) = 15,65 Па.

Общее геометрическое давление трассы составит:

2.5 Суммарные потери

Общие потери давления по всей трассе будут

Эта сумма потерь давления и составляет общее сопротивление воздушной трассы, которое должен преодолеть вентилятор, подающий воздух к горелкам печи.

2.6 Подбор вентилятора

Для нормальной работы печи вентилятор должен обеспечить подачу воздуха в таком количестве, которое необходимо для горения топлива, а также создать напор, который смог бы преодолеть все сопротивления на пути воздуха.

Из предшествующих расчетов известно, что расход воздуха, необходимый для горения:

V₀ = 0,8 м³/с или V₀ = 0,8 · 3600 = 2880 м³/ч,

а сумма сопротивлений по трассе:

На случай форсированной работы печи требуется запас производительности вентилятора на 25%:

При этом рабочее давление, создаваемое вентилятором при форсированной работе печи, должно быть:

где – коэффициент запаса мощности электродвигателя на пусковой момент; в данном случае принимаем

– коэффициент, учитывающий потери на механической передаче; принимаем равным 1,0.

Из нескольких вентиляторов, которые обеспечивают указанные условия, выберем тот, который имеет наибольший коэффициент полезного действия (η=0,626).

2.7 Вывод по главе

С учетом рассчитанных параметров, по аэродинамическим характеристикам (см. Приложение 1), выбираем радиальный вентилятор ВР12-26-4 со следующими характеристиками:

• производительность =3,49 тыс./час;

• полное давление P=4800 Па;

• номинальная частота вращения n=3000 об/мин;

• мощность электродвигателя N=11,0 кВт;

• масса вентилятора m≤203,0 кг;

Общие сведения:

• высокого давления;

• одностороннего всасывания;

• корпус спиральный поворотный;

• лопатки загнутые вперед;

• количество лопаток – 32;

• направление вращения – правое и левое.

Назначение: предназначены для перемещения воздуха и других неагрессивных газов, не содержащих липких и длинноволокнистых веществ. Содержание пыли и других вредных примесей не должно превышать 150мг/. Применяются для подачи воздуха в вагранки, сушильные печи, в вентиляционных системах зерновых элеваторов и глубинных шахт, для транспортировки пыли и легких сыпучих материалов.

Варианты изготовления: общего назначения из углеродистой стали.

Условия эксплуатации: температура окружающей среды от -40⁰С до +40⁰С, умеренный климат, 2-я категория размещения.

Общий вид вентилятора типа ВР12-26-4 представлен на рисунке 3.

Рисунок 3. Вентилятор типа ВР12-26-4

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА НА ПУТИ ДВИЖЕНИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Заданы следующие параметры:

Таблица 5. Исходные данные для расчета движения дымовых газов

3.1 Проектирование борова

Во второй главе мы рассчитали параметры рекуператора:

ширина рекуператора равна:

длина рекуператора равна:

Для размещения рекуператора необходимы следующие размеры борова:

H = 2,9 м;

L = 2,2 м;

D = 0,928 м.

3.2 Определение площадей поперечных сечений

а) Площади поперечного сечения борова АА:

б) сечение ББ:

в) сечение ВВ:

Площадь поперечного сечения в борове между трубками рекуператора (свободное сечение) для прохода газа:

3.3 Потери напора в рекуператоре

Коэффициент сопротивления для коридорного пучка труб:

где

n – число рядов труб;

– поперечное расстояние между осями соседних рядов труб,

– продольное расстояние между осями соседних рядов труб,

– полуширина поперечного просвета между трубами,

.

Скорость фильтрации продуктов сгорания в рекуператоре:

Потери напора в рекуператоре:

3.4 Определение количества дымовых газов

Определение количества дымовых газов V_д, протекающих в единицу времени через поперечные сечения, соответствующие точкам на рис.1, осуществляется по формуле:

Для рабочего пространства печи согласно заданию: α = 1,05, тогда:

м³/м³ газа.

Объём дымовых газов:

V_д = 0,153∙V_α

V_д = 0,153∙10,67 = 1,63 м³/с газа.

Результаты определений V, V_Д для остальных выбранных точек представлены в Таблице 6.

Таблица 6. Результаты определений V_α и V_д для точек дымовой трассы

3.5 Определение приведенных скоростей дымовых газов

Определение приведенных скоростей дымовых газов в поперечных сечениях, соответствующих точкам на рис.1, производится по формуле:

Находим скорости в различных точках, результаты расчётов представлены в Таблице 7.

Таблица 7. Результаты расчета приведенных скоростей

Величины

	Единицы измерения	Значения w0 в контрольных точках дымовой трассы
		Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ы	Э	Ю
Vд	м3/с	1,68	1,83	1,98	2,14	2,29	2,44	2,59	2,75
ω	м2	–	1,084	2,69	1,084	1,084	1,084	1,084	1,084
W0	м/с	1,14	1,69	0,74	1,97	2,11	2,25	2,39	2,53

Общая величина потерь напора складывается из следующих потерь напора на отдельных участках пути движения дымовых газов.

3.6 Потери на трение

Расчет производим по формуле:

где λ – коэффициент трения, который для кирпичной кладки принимается равным 0,05. Результаты расчета представлены в Таблице 8.

Гидравлические диаметры d_э рассчитаны по формуле:

,

где П – периметр канала, м;

ω – площадь поперечного сечения, м²

Таблица 8. Расчет потери на трение

3.7 Потери напора на местных сопротивлениях

1. Потери напора при прохождении дымовых каналов.

Принимаем скорость дымовых газов в канале 2 м/с.

_{Значения коэффициентов местных сопротивлений рассчитываем в соответствии с Прил.1 (Коэффициенты местных сопротивлений каналов и трубопроводов).}

2. Потери напора при входе в основной боров (тройник):

3. Потери напора в точке Ц (плавное расширение):

4. Потери напора в точке Ш (плавное сужение):

5) Потери напора при прохождении дымовыми газами горизонтального поворота на 90° в точке Щ:

6) Потери напора при прохождении дымовыми газами поворота на 30° в точке Ы:

7) Потери напора на шибере, открытом наполовину, в точке Э :

8) Потери напора при входе в дымовую трубу в точке Ю (резкое расширение):

3.8 Суммарные потери

Суммарные потери напора при прохождении дымовыми газами боровов складываются из потерь напора на трение, местных сопротивлениях и в рекуператоре.

3.9 Расчет дымовой трубы

Подавляющее большинство металлургических печей, особенно нагревательных, оборудовано для эвакуации продуктов сгорания из рабочего пространства дымовыми трубами. Кроме того, дымовые трубы решают и экологическую задачу, рассеивая вредные примеси на удалении от земной поверхности и уменьшая тем самым приземные концентрации вредных веществ.

Для расчета высоты дымовой трубы H используется формула:

1) Поскольку в процессе эксплуатации аэродинамическое сопротивление дымового тракта увеличивается из-за заноса каналов пылью, роста подсосов холодного воздуха через неплотности печи, необходимости форсирования работы печи, то величину принимают на 20—30 % больше расчетной, т.е.

=(1,2÷1,3)

=1,2∙175,16=210 Па.

2) Диаметр основания дымовой трубы определяется из условия, что в этом сечении скорость газов должна быть равной = 1...2 м/с. Таким образом,

=[4Q/(π)]^1/2

=[4∙2,51/(3,14∙1)]^1/2=1,79 м.

3) Диаметр устья трубы определяется по подобной формуле, однако скорость газа в устье принимается в пределах = 3...5 м/с/ Меньшие скорости нежелательны, так как может иметь место заброс атмосферного воздуха в трубу при сильных порывах ветра, а при более высоких скоростях значительно возрастают потери энергии при выходе газа в атмосферу. Следовательно,

=[4Q/(π)]^1/2

=[4∙2,51/(3,14∙3)]^1/2=1,03 м.

Следовательно, будет равен:

4) Определение температуры газа у устья трубы зависит от уровня тепловых потерь в трубе. Опытные данные характеризуют градиент температур на 1 м высоты кирпичной трубы ΔT =1...1,5 , К/м:

Для расчета Т₂ в К используется формула:

Т₂ = Т₁ - ΔTH.

Т₂ = 673 – 1,5∙35=621 К

Величина H принимается ориентировочно по диаграмме зависимости высоты дымовой трубы от разряжения и температуры у основания (см. Прил. 3) Н ≈ 35 м

Найденное значение Т₂ вместе с Т₁ позволяет рассчитать T_ср.

Т_ср = (673+621)/2=647 К

5) Температура окружающего воздуха у основания дымовой трубы T_в.осн. зависит от климатических условий: для умеренного климата она принимается 278...293К. Средняя температура окружающего воздуха может быть найдена с помощью формулы:

=293 К

6) Коэффициент сопротивления трению можно принять для кирпичных каналов λ = 0,05. Величина для дымовых труб обычно равна 0,06.

7) Плотность воздуха ρ_0а и газа ρ_0г принимается для стандартных условий, ρ_0г = 1,34 кг/м³. Плотность ρ_0а = 1,29 кг/м³.

Работа дымовой трубы, как устройства для перемещения газов в печах, может быть оценена коэффициентом полезного действия, формула для подсчета которого при р_0а = 1,293 кг/м³ и р_0г = 1,34 кг/м³ такова:

η=H/(105T_ср)

η=37,6/(105∙647)=0,06%

3.10 Вывод по главе

В данной главе был спроектирован боров, рассчитаны потери напора на пути движения дымовых газов и, в соответствии с расчетами, нашли высоту дымовой трубы.

Расхождение между рассчитанным и задаваемым значением высоты дымовой трубы составляет около 7 %.

Высота дымовой трубы соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по нормам проектирования промышленных предприятий, в соответствии с которыми трубы не сооружаются высотой менее 16 м. По соображениям экологии в радиусе 200 м не должны сооружаться здания высотой 15 м и более, так как высота трубы не достигает 45 м. После теплотехнического расчета труба должна быть рассчитана на прочность по законам строительной механики.

Приложение 1

Аэродинамические характеристики вентиляторы радиальные ВР-12-26

Приложение 2

Зависимость высоты дымовой трубы от разряжения и температуры у основания трубы

Библиографический список

1. Теплотехнические расчеты металлургических печей. Учебник под ред. А.С. Телегина

2. ГОСТ 8732-78 на трубы стальные бесшовные горячедеформированные.

3. ГОСТ 10704-91 на трубы стальные электросварные прямошовные.

4. Механика жидкости и газа. Учебное пособие для вузов под ред. В.С. Швыдкого

1. Реферат Развитие политических учений с античных времен до нашего времени
2. Диплом на тему Роль особо охраняемых объектов в сохранении биоразнообразия
3. Реферат на тему The Grapes Of Wrath Symbolism Essay Research
4. Реферат на тему Bacteria Classification By Gram Staining Essay Research
5. Реферат Общая характеристика официально-делового стиля 2
6. Реферат Каучуковая лихорадка
7. Реферат Цереус - пустынный великан
8. Отчет по практике на тему Токарь ремонтно механического цеха
9. Курсовая Модель нарушителя возможные пути и способы его проникновения на охраняемый объект
10. Контрольная работа на тему Использование эксплуатационных материалов и экономия топливно энер

Bukvasha

• Правила
• Контакты