Расчёт пятизонной методической печи

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

Целью расчета является определение расхода воздуха, количества и состава продуктов сгорания и температуры горения.

Состав мазута:

84,65% С^р, 11,7% Н^р, 0,15% N^p, 0,15% O^p, 0,3% S^p, 3,0% W^p, 0,05%A^p.

Коэффициент расхода воздуха принимаем равным n = 1,1. Температура подогрева воздуха t_в = 298⁰С.

Находим расход кислорода на горение мазута, заданного состава при коэффициенте расхода воздуха n = 1,0 по следующей формуле:

При сжигании мазута в обычном воздухе к = 3,762, расход сухого воздуха при n = 1,1 находим по следующей формуле:

(2)

Находим объемы компонентов продуктов сгорания находим по следующей формуле:

(3)

(4)

(5)

Объемы компонентов продуктов сгорания находим по следующей формуле:

(6)

Объемы компонентов продуктов сгорания находим по следующей формуле:

(7)

Суммарный состав продуктов сгорания равен по следующим формулам:

(8)

Процентный состав продуктов сгорания 4,с 214:

Правильность расчета проверяем составлением материального баланса

Таблица 1 - Материальный баланс

Поступило	Получено
Мазут 1,0	CО2 = 3,10312 Н2О = 0,08379 SО2 = 0,00571 О2 = 0,33844 N2 = 11,5725
Воздух 15,1162	Зола 0,03
Итого: 16,1162	Итого: 16,1236
Невязка 0,0073

Плотность продуктов сгорания равна по следующей формуле:

(9)

Находим низшую теплоту сгорания мазута по следующей формуле:

(10)

Для определения калориметрической температуры горения необходимо найти энтальпию продуктов сгорания по следующей формуле:

(11)

где С_в, - удельная теплоемкость воздуха при t_в.

Зададим температуру t'_к = 2100⁰С и при этой температуре находим энтальпию продуктов сгорания рассматриваемого состава по формуле:

(12)

Поскольку i₂₁₀₀ < i₀, принимаем t''_к = 2200⁰С и снова находим энтальпию продуктов сгорания (по формуле 12):



Находим калориметрическую температуру горения мазута заданного состава по следующей формуле:

(13)

Действительная температура горения:

где - пирометрический коэффициент для методических печей [2, с.12].

2. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ И ВРЕМЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛА

Пятизонная методическая печь:

1)Производительностью 71,01 кг/сек

2)Заготовка сечением150?1200 мм l = 10000 мм

3)Конечная температура подогрева металла =1230?С

4)Перепад температур по сечению

5)Материал заготовки: высокоуглеродистая сталь

6)Начальная температура металла

Необходимые предварительные расчеты с учетом паспортных характеристик.

А) Рассчитываем время нагрева, принимая температуру уходящих газов

Б) Температуру печи в томильной зоне на выше температуры нагрева металла, то есть (1230+50)?С.

В) Поскольку основным назначением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, то температуру в центре заготовки при переходе из методической зоны в сварочную должна быть порядка 500 ?С.

Г) Разность температур между поверхностью и серединой заготовки для методической зоны печи прокатного производства можно принять по формуле (700…800)S, где S - прогреваемая расчетная толщина. В рассматриваемом случае двухстороннего нагрева водоохлаждаемых трубах расчетная прогреваемая толщина

, (14)

где - толщина заготовки

По формуле определим прогреваемую толщину

(м),

Определяем разность температур между поверхностью и серединой заготовки для методической зоны

?С, примем ?С

Примечание: Для массивных тел в холодном не пластичном состоянии при достаточно быстром нагреве имеется опасность появления температурных напряжений взывающих появление трещин поэтому обычно рекомендуемый медленный методический нагрев изделий до тех пор рекомендован пока температура центра заготовки не превысит 500 ?С, то есть следует принять температуру поверхности заготовки в конце методической зоны

Определяем основные размеры печи (расчет ориентировочный):

При однородном расположении заготовок ширина печи

B = l + 2a, (15)

где а ? зазоры между заготовками и стенкой печи, а = 0,2(м)

В = (м)

В соответствии с паспортной характеристикой высота печи принимается равной:

- Методическая зона - 1,6 м

- Сварочная зона - 2,8 м

- Томильная зона - 1,65 м

Находим степени развития кладки на один метр печи по следующей формуле:

(16)

Методическая зона

Сварочная зона

Томильная зона

Определим эффективную длину луча по следующей формуле:

(17)

=2,496(м);

=3,971(м);

=2,563(м);

Определяем время нагрева в методической зоне 4,с 268:

Находим степень черноты дымовых газов при средней температуре, которая равна по следующей формуле:

(18)

?С

Находим парциальное давление излучающих компонентов продуктов сгорания 4,с 269:

Парциальное давление излучающих компонентов продуктов сгорания

По номограммам [4,c.136], при находим

Тогда степень черноты дымовых газов в методической зоне равна по следующей формуле:

(19)

Приведенная степень черноты рассматриваемой системы равна по следующей формуле:

, (20)

где ? степень черноты металла.

Определяем средний по длине методической зоны коэффициент теплоотдачи излучения по следующей формуле:

(21)

Определяем температурный критерий и по следующим формулам:

(22)

(23)

Необходимо рассчитать среднюю по массе температуру металла для среднеуглеродистой стали по следующей формуле:

(24)

? температура центра заготовки конечная.

Отсюда получим

= 46,9

Определяем критерий :

Находим критерий Фурье 4,с 36:

Зная выше найденные значения, найдем время нагрева в методической зоне по следующей формуле:

, (25)

где а - теплопроводность.

Находим температуру центра заготовки в конце методической зоны, согласно номограмме 4,с 66 для центра заготовки:

Найдем температуру центра конечную:

Температура центра конечная:

Определение времени нагрева металла в первой сварочной зоне:

Найдем степень черноты дымовых газов при температуре газа:

?С;

По номограмме [4,c.136], при находим

Тогда степень черноты дымовых газов в первой сварочной зоне равна:

Примем

Приведенная степень черноты рассматриваемой системы равна (по формуле 20): где - степень черноты металла.

Определяем коэффициент теплоотдачи излучения равна (по формуле 21):

Определяем среднюю по сечению температуру заготовки в начале первой сварочной зоны по следующей формуле:

(27)

Температурный критерий для поверхности заготовки равен (по формуле 22):

Найдем среднюю температуру металла, которая необходима для определения теплопроводности и а по следующей формуле:

Следовательно, для среднеуглеродистой стали: = 24,3

Определим :

По номограмме найдем критерий Фурье 4,с 64: 1,1

Зная выше найденные значения, найдем время нагрева в сварочной зоне (по формуле 25):

где а теплопроводность (Т=1280)

Находим температуру центра заготовки в конце сварочной зоны, согласно номограмме 4,с 66 для центра заготовки:

Найдем температуру центра конечную (по формуле 26):

Определение времени нагрева металла в первой сварочной зоне:

Найдем степень черноты дымовых газов при температуре газа:

?С;

По номограмме [4,c.136], при находим:

Тогда степень черноты дымовых газов в первой сварочной зоне равна:

Примем

Приведенная степень черноты рассматриваемой системы равна (по формуле 20):

где ? степень черноты металла.

Определяем коэффициент теплоотдачи излучения (по формуле 21):

Определяем среднюю по сечению температуру заготовки в начале второй сварочной зоны по формуле:

 (28)

Температурный критерий для поверхности заготовки равен (по формуле 22):

Найдем среднюю температуру металла, которая необходима для определения теплопроводности и а по следующей формуле:

Следовательно для среднеуглеродистой стали: = 27,6

Определим :

По номограмме найдем критерий Фурье 4,с 64: 1,6

Зная выше найденные значения, найдем время нагрева в сварочной зоне (по формуле 25):



где а теплопроводность (Т=1330)

Находим температуру центра заготовки в конце сварочной зоны, согласно номограмме 4,с 66 для центра заготовки:

Найдем температуру центра конечную (по формуле 26):

Определение времени томления металла.

Перепад температур по толщине металла в начале томильной зоны составляет :

(29)

Допустимый перепад температур в конце нагрева составляет . Степень выравнивания температур равна по следующей формуле:

(30)

При коэффициенте несимметричности нагрева м = 0,55, критерий F₀ = 0,6

При средней температуре металла в томильной зоне время томления

Температуропроводность равна 4,с 361:

а =5,56•10^-6 (м²/с)

Время томления металла составляет (по формуле 25):

Полное время пребывания металла в печи равно по следующей формуле:

(31)

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ПЕЧИ

Для обеспечения производительности 202т/ч = 56,111кг/с в печи одновременно должно находиться следующее количество металла определяем по следующей формуле:

(г) (32)

Масса одной заготовки равна по следующей формуле:

(кг) (33)

Количество заготовок, одновременно находящихся в печи:

(шт.) (34)

Принимаем n = 28 штук.

При однорядном расположении заготовок общая длина печи:

(м). (35)

При ширине печи В = 10,4 м площадь пода

(м²) (36)

Высоты зон оставляем теми же, что были приняты при ориентировочном расчете.

Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева металла в каждой зоне:

длина методической зоны:

(м) (37)

длина 1 сварочной зоны:

(м) (38)

длина 2 сварочной зоны:

(м) (39)

длина томильной зоны

(м) (40)

4. Футеровка печи

Свод печи выполняем подвесным из каолинового кирпича толщиной 300 мм. Стены имеют толщину 460 мм, причем слой шамота составляет 345 мм, а слой изоляции (диатомитовый кирпич) - 115 мм. Под томильной зоны выполняем трехслойным: тальковый кирпич - 230 мм; шамот - 230 мм и тепловая изоляция (диатомитовый кирпич) - 115 мм.

Для обеспечения двухстороннего обогрева в сварочной и методической зонах вдоль печи прокладываем глиссажные трубы, футерованные снаружи огнеупорным кирпичом. На каждый ряд движущихся в печи заготовок устанавливаем две продольные глиссажные трубы.

Тепловой баланс

При проектировании печи за определением основных размеров следует конструктивная проработка деталей. Поскольку в данном примере такая проработка не проводится, некоторые статьи расхода не превышающие 5% от всего расхода будем опускать.

Приход тепла:

а) Тепло от горения топлива находим по следующей формуле:

, (41)

где В - расход топлива, м³/с. (кВт)

б) Тепло, вносимое подогретым воздухом находим по следующей формуле:

(кВт) (42)

где i_В - энтальпия воздуха.

в) Тепло экзотермических реакций:

(кВт) (43)

Расход тепла:

а) Тепло, затраченное на нагрев металла находим по следующей формуле:

(кВт) (44)

где - энтальпии низколегированной стали.

б) Тепло, уносимое уходящими дымовыми газами находим по следующей формуле:

 (кВт) (45)

Энтальпия продуктов сгорания i_П.С при температуре t_УГ = 1050 °С:

(кДж/м³);

(кДж/м³)

Энтальпия продуктов сгорания i_П.С при температуре t_0Г = 1050 °С:

(кДж/м³);

(кДж/м³);

i_П.С = 1621,315 (кДж/м³)

Потери тепла теплопроводностью через кладку. Потерями тепла через под в данном примере пренебрегаем. Рассчитываем потери через свод и стены печи.

в) Потери тепла через свод печи:

Площадь свода принимаем равной площади пода F_СВ = 349,44 (м²); толщина свода 0,300 м, материал каолин. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна средней по длине печи температуре газов, которая равна:

Примем температуру окружающей среды t_ОК = 30°С, а температуру наружной поверхности свода t_НАР = 340°С.

При средней по толщине температуре свода

°С

Коэффициент теплопроводности каолина:

Тогда потери тепла через свод печи будут равны по следующей формуле:

(кВт) (46)

г) Потери тепла через стены печи:

Стены печи состоят из слоя шамота толщиной = 0,345 м и слоя диатомита толщиной = 0,115 м.

Наружная поверхность стен методической зоны равна по следующей формуле:

(м²) (47)

сварочной зоны:

(м²) (48)

(м²) (49)

томильной зоны:

(м²) (50)

Площадь торцов печи находим по следующей формуле:

(51)

Полная площадь стен находим по следующей формуле:

(52)

Так как коэффициент теплопроводности зависит от температуры, необходимо найти среднее значение температуры слоев.

Средняя температура слоя шамота равна по следующей формуле:

, (53)

а слоя диатомита равна по следующей формуле:

, (54)

где t' - температура на грани раздела слоев, °C; - температура наружной поверхности стен, которую принимаем равной 160°C.

Коэффициенты теплопроводности материалов равны по следующим формулам:

(55)

(56)

Для стационарного режима (все слои стен пронизывает один и тот же тепловой поток):

(57)

Подставляя значения коэффициентов теплопроводности и решая полученное уравнение относительно t', получаем t' = 714,024°C;

Количество тепла, теряемое теплопроводностью через стены печи

Общее количество тепла, теряемое теплопроводностью через кладку находим по следующей формуле:

(кВт) (58)

Потери тепла с охлаждающей водой по практическим данным принимаются равными 10% от тепла, вносимого топливом и воздухом:

(кВт) (59)

Неучтенные потери тепла

(кВт) (60)

Уравнение теплового баланса:

Расход топлива:

Тепловой баланс методической печи представлен в таблице 3.

Таблица 3 - Тепловой баланс методической печи

Статьи прихода	кВт, (%)	Статьи расхода	кВт, (%)
Тепло от горения топлива	37774,6 (63,263)	Тепло на нагрев металла	-57091,329 (-95,613)
Физическое тепло воздуха	25947,48 (43,456)	Тепло, уносимое уходящими газами	113457,787 (190,012)
Тепло экзотермических реакций	-4012,065 (-6,719)	Потери тепла теплопроводностью через кладку	-3463,983 (-5,801)
Итого	59710,015 (100)	Потери тепла с охлаждающей водой	6372,208 (10,672)
		Неучтенные потери	436,23 (0,73)
		Итого	59710,912 (100)

Невязка = 0,897 кВт

5. Расчет рекуператора

горение топливо металл футеровка

Расчет рекуператора состоит из теплового расчета и расчета движения газов. Целью теплового расчета рекуператора является определение температуры подогрева воздуха (газа) при заданной поверхности нагрева рекуператора и начальной температуре продуктов сгорания или определение поверхности нагрева рекуператора при заданной температуре подогрева воздуха и начальной температуре продуктов сгорания.

Выбираю керамический блочный рекуператор. Материал блоков шамот, марка кирпича Б?4 и Б?6. Температура дыма на входе в рекуператор , температура дыма конечная , начальная температура воздуха . Температура воздуха на входе в рекуператор .

Расход воздуха на горение топлива находим по следующей формуле:

V^Р_{воздуха} = В V_B = 5,638 11,718 = 66,066 (м³/с) (61)

Cостав дымовых газов: 12,73% СО₂, 1,805% О₂, 10,85% Н₂О, 74,589% N₂.

Количество дымовых газов принимаем по следующей формуле:

V_Д = V_ПС В = 12,412 5,638 = 69,979 (м³/с) (62)

Величину утечки воздуха в дымовые каналы принимаем равной 10%, тогда в рекуператор необходимо подать следующее количество воздуха.

(м³/с) (63)

где 0,9 - поправка, учитывающая потери тепла в окружающую среду.

Количество потерянного в рекуператоре воздуха находим по следующей формуле:

(м³/с) (64)

Среднее количество воздуха равно по следующей формуле:

(м³/с) (65)

Количество дымовых газов, покидающих рекуператор (с учетом утечки потери воздуха) равна по следующей формуле:

(м³/с) (66)

Среднее количество дымовых газов равно по следующей формуле:

(м³/с) (67)

Составим уравнение теплового баланса рекуператора, учитывая потери тепла в окружающую среду и утечку воздуха в дымовые каналы по следующей формуле:

(68)

где = 0,9 - поправка потерь в окружающую среду;

С^нач, С^кон - удельные теплоемкости воздуха при t^нач, и t^кон соответственно;

С^Д - удельная теплоемкость при конечной температуре дыма t^к.

Для составления уравнения теплового баланса необходимо определить удельные теплоемкости дымовых газов на входе и выходе из рекуператора.

На выходе из рекуператора при температуре 752^ОС теплоемкость дымовых газов равна

СО₂ > 0,1273 • 2,13058 = 0,271222834;

Н₂О > 0,1085 • 1,647476 = 0,178751;

О₂ > 0,01805 • 1,445268 = 0,026087;

N₂ > 0,74589 • 1,36206 = 1,05947;

С_Д = 1,535 кДж/(м³ К)

Для определения теплоемкости дымовых газов на входе в рекуператор зададимся температурой дыма 1050^ОС. При этой температуре теплоемкость дымовых газов равна:

СО₂ >.0,1273 • 2,24295 = 0,28553;

О₂ > 0,01805 • 1,4868 = 0,02684;

Н₂О > 0,1085 • 1,7265 = 0,187325;

N₂ > 0,74589 • 13997 = 1,044;

С¹⁰⁵⁰_Д = 1,544 кДж/(м³ К)

Решаем уравнение теплового баланса:

Отсюда

Выбираю схему движения теплоносителей рекуператора - перекрестный ток.

Средняя логарифмическая разность температур равна по следующей формуле:

(69)

Для определения поправки на перекрестный ток находим:

Тогда по номограммам 4,с 120:

Находим разность температур при перекрестном токе теплоносителей по следующей формуле:

(70)

Тогда примем среднюю скорость движения дымовых газов и воздуха:

Учитывая, что диаметр воздушных каналов d = 55 мм, по графику 4,с 130 находим значение коэффициента теплоотдачи

Учитывая шероховатость стен, получим значение теплоотдачи конвекции воздуха по следующей формуле:

 (71)

Учитывая, что гидравлический диаметр канала, по которому движутся дымовые газы d = 210 мм, по графику 4,с 130 находим значение коэффициента теплоотдачи конвекцией на дымовой стороне:

Учитывая шероховатость стен, получим значение теплоотдачи конвекции дыма по следующей формуле:

(72)

Находим коэффициент теплоотдачи излучением от дыма к стенке. Эффективную длину луча в газовом слое цилиндрической формы находим по следующей формуле:

(73)

где 0,9 - поправка, учитывающая потери в окружающую среду.

Произведение парциального давления на эффективную длину луча:

(кПа·м)

(кПа·м)

Средняя температура дыма

По номограмме находим

Тогда

Принимая среднюю температуру стенок труб рекуператора равной t_ст = 515,958^ОС, аналогично находим, что степень черноты дымовых газов при температуре стенок равна по следующей формуле:

(74)

(Вт/м²

Определим

(75)

Коэффициент теплоотдачи от дыма к стенке



Суммарный коэффициент теплопередачи на дымовой стороне находим по следующей формуле:

(Вт/м² ·К) (76)

При температуре стенки t = 515,958С коэффициент теплопередачи шамота класса А:

С учетом толщины стены рекуператора = 0,019 м находим суммарный коэффициент теплопередачи по следующей формуле:

, (77)

где F и Fореб - основная поверхность теплообмена и оребренная поверхность обмена.

Общее количество тепла передаваемого через поверхность теплообмена находим по следующей формуле:

(78)

Q = 33704,773 кВт

Требуемая поверхность нагрева равна по следующей формуле:

(79)

Учитывая, что удельная поверхность рекуператора выполнена из кирпича Б4?Б6, определю объем рекуператора по следующей формуле:

(80)

Необходимая площадь сечения прохода дыма находим по следующей формуле:

(81)

Учитывая, что площадь дымовых каналов составляет 44% найдем величину последнего по следующей формуле:

(82)

Принимаем ширину рекуператора равной ширине печи: В_Р = 10,4 м.

Высота рекуператора рассчитывается по следующей формуле:

 (83)

Длина рекуператора рассчитывается по следующей формуле:

(84)

6. ВЫБОР ГОРЕЛОК

Подбираем форсунку высокого давления для сжигания мазута с расходом 0,119 кг/с при избыточном давлении мазута перед форсункой 300кПа. Подберем форсуночную коробку при условии что давление воздуха перед коробкой 0,6 кПа и температура 298 °C. Сжигание мазута производится с коэффициентом расхода воздуха n = 1,1

1) По [4, с.118] находим, что при заданном давлении мазута требуемый расход обеспечит форсунка ФДВ?400

2) Для сжигания 1 кг мазута с коэффициентом расхода n = 1,1 требуется 11,718 м³ воздуха. Тогда для сжигания 0,119 кг/с мазута потребуется 11,718·0,119 = 1,394 м³/с воздуха. Если распылении мазута производится компрессорным воздухом, то при удельном расходе 1,3 кг/кг мазута его потребуется (1,3·0,119)/1,29 = 0,12 м³/с

Здесь р = 1,29 кг/ м³ плотность воздуха при нормальных условиях.

3) Следовательно, пропускная способность форсуночной коробки по воздуху должна быть 1,394?0,119 = 1,275 м³/с. Согласно [4. с. 118] при давлении воздуха перед форсункой 0,6 кПа такую пропускную способность обеспечивает форсуночная коробка №9.

4) Таким образом, данным условиям удовлетворяет форсунка высокого давления с двойным распылением ФДВ?750 с форсуночной коробкой №9

7. ВЫБОР КОРОТКОФАКЕЛЬНОЙ ФОРСУНКИ

Воздух подогрет до Тв=298°C

1) Согласно [4.с 118] требуемую пропускную способность по мазуту обеспечивает форсунка ФК?350.

(м³/с) (85)

2) По [4. рис. 45] находим, что при давлении воздуха 0,6 кПа такую пропускную способность обеспечивает форсуночная коробка №11

3) Таким образом окончательно выбираем короткофакельную форсунку ФК?350 с форсуночной коробкой №11.

8. РАСЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Исходные данные:

Количество продуктов сгорания вычислим по следующей формуле:

(86)

Плотность дымовых газов при нормальных условиях:

Размеры рабочего пространства в конце печи:

Температура дыма в конце печи рассчитывается по формуле:

(87)

Температура дыма в вертикальных каналах рассчитывается по следующей формуле:

(88)

Падение дыма в рекуператоре вычислим по формуле:

(89)

Толщина заготовки:

Скорость дыма в вертикальных каналах:

Высота вертикальных каналов:

Размеры вертикальных каналов:

а = 1 (м)

b = 0,8(м)

Скорость движения дыма в борове:

Размеры камеры для установки рекуператора:



Определить суммарные потери давления на пути движения продуктов сгорания от рабочего пространства печи до шибера

Потери давления в вертикальных каналах складываются из: потери на трение, местные сопротивления, преодоление геометрического давление и рассчитывается по следующей формуле:

(90)

Скорость движения дымовых газов в конце дымовой печи с учетом уменьшения сечения рабочего пространства печи за счет нагрева заготовок толщиной д= 0,21м вычислим по следующей формуле:

(91)

Площадь сечения каждых каналов вычислим по следующей формуле:

(92)

Зная размеры вертикальных каналов, площадь, периметр, приведенный диаметр: вычислим по следующей формуле:

 (93)

Потери давления на трение вычислим по следующим формулам:

(94)

Рассчитаем потери давления при повороте на 90 градусов вычислим по следующим формулам:

(95)

Найдем потери на преобритение геометрического давления вычислим по следующим формулам:

(96)

Потери давления в вертикальных каналах вычислим по следующей формуле:

(97)

Определяем потери давления при движении дымовых газов от вертикальных каналов до рекуператора, которые складываются: из потери при повороте на 90 градусов с изменением сечения из вертикальных каналов в боров, из потерь на трение, с учетом поворота на 90 градусов в борове без изменения сечения вычислим по следующее формуле:

Скорость движения дыма в борове принимаем:

Площадь сечения борова вычислим по следующей формуле:

(98)

Приведенный диаметр борова вычислим по следующей формуле:

(99)

Принимаем падение температуры дыма равное 2K на 1м длинны борова. При длине борова 11м, падение температур равное 22К. Рассчитаем температуру дыма перед рекуператором по следующей формуле:

(100)

Рассчитаем среднюю температуру дыма в борове по следующей формуле:

(101)

Рассчитаем потери давления на трение по следующей формуле:

Находим потери давления при входе в боров по следующей формуле:

(103)

(104)

Рассчитываем потери давления при повороте борова на 90 градусов по следующей формуле:

 (105)

Размеры камеры:

Расчитаем температуру дыма на входе в рекуператор по следующей формуле:

(106)

Определим среднюю температуру дыма в рекуператоре по следующей формуле:

(107)

Рассчитаем потери давления при внезапном расширении (изменение скорости при входе в рекуператор) по следующей формуле:

 (108)

Рассчитываем при поперечном обмывании дыма шахматного пучка труб по следующей формуле:

(110)

Находим потери давления при внезапном сужении при выходе из рекуператора по следующей формуле:

(111)

(112)

(113)

Определяем потери давления на участке до шибера по следующей формуле:

(114)

При том же сечении борова что и до рекуператора потери на трение составляют, вычислим по следующей формуле:

(115)

Рассчитаем потери давления в вертикальных каналах:

9. РАСЧЕТ ДЫМОВОГО ТРАКТА И ДЫМОВОЙ ТРУБЫ

Рисунок 1 - Дымовой тракт

Находим ориентировочную высоту трубы по графику.

Высота не должна быть менее 16 м.

Скорость газа в устье трубы должна быть 3..4 (м/с).

Принимаем 3 (м/с)

Находим площадь сечения устья по следующей формуле:

(116)

Определим d устья трубы по следующей формуле:

, (м) (117)

По условиям выполнения кладки диаметр устья не должен быть менее 800 мм.

Диаметр основания трубы в 1,5 раза больше устья:

(м) (118)

Скорость движения дымовых газов в основании трубы находим по следующей формуле:

(м/с). (119)

Действительное разрежение, создаваемое дымовой трубой, должно быть на 20..40 % больше потерь напора при движении дымовых газов и находится по следующей формуле:

(Па). (120)

Определение температуры дымовых газов в устье трубы.

Падение температуры газов по высоте трубы принимают для кирпичных и железобетонных труб 1..1,5 ?С/пог. м, для металлических 3 ?С/пог. м.

(121)

. (122)

Средняя температура газов находится по следующей формуле:

(123)

Находим средний диаметр и среднюю площадь сечения трубы по следующей формуле:

(м) (124)

(м² ) (125)

Средняя скорость движения дымовых газов в трубе находится по следующей формуле:

(м/с ) (126)

Подставляем полученные значения в формулу:

 (127)

(м)

Размещено на Allbest.ru