Расчет сопротивлений на пути движения газов. Выбор тягодутьевых средств

     

     

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

     

     

     

 

     3.7. Суммарные потери 

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

 

     3.8. 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∙171,52=206 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∙2,72/(3,14∙1)]^1/2=1,86 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∙2,72/(3,14∙3)]^1/2=1,07 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 ≈ 38 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=38,15/(105∙647)=0,056% 

     3.9. 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 6 %.

     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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы.

1. Механика жидкости и газа: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп./Под ред. В.С. Швыдкого. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. – 464 с.
2. Выскребцов В.Г. Гидромеханика в новом изложении. М.: Компания «Спутник+», 2001. 261 с.
3. Самойлович Г.С. Гидрогазодинамика: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 382 с.
4. Интернет. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 1.

Технические характеристики вентилятора.

 
 
 
 
 
 
 

Приложение 4.

      Зависимость высоты дымовой трубы от разряжения и температуры у основания  трубы