Таблица 2
Исходные данные
Заданные параметры | Величина | Ед. измерения | |
Состав газа: | СО2 | 20 | % |
Н2О | 3 | % | |
О2 | 5 | % | |
N2 | 70 | % | |
SO2 | 2 | % | |
Длина участка | А | 3 | м |
B | 4 | м | |
C | 5 | м | |
D | 5 | м | |
E | 8 | м | |
Температура газов tг | 500 | 0С | |
Расход газов V0 | 10000 | м3/ч | |
Угол наклона газохода к горизонту a | 20 | град | |
Сечение печи Sп | 2,5 | м2 | |
Охлаждение газов в рекуператоре Dtрек | 150 | 0С | |
Понижение давления в рекуператоре Dррек | 70 | Па |
5.1. Расчет потерь тепла через стенки газохода.
1. Температура на внешней стороне стенки газохода по формуле (1.1)
tн = 500 – 7 = 493 0С.
2. Средняя температура стенки по формуле (1.2)
0С.
3. Коэффициент теплопроводности стенки газохода по формуле (1.4)
Вт/(м2×0С).
4. Плотность теплового потока теплопроводности по формуле (1.5)
Вт/м2.
5. Плотность теплового потока конвекции по формуле (1.6)
Вт/м2.
6. Плотность теплового потока излучения по формуле (1.7)
Вт/м2.
7. Суммарная плотность теплового потока конвекции и излучения по формуле (1.8)
qк+и = 1229,8 + 15752 =16981 Вт/м2.
8. Погрешность расчета по формуле (1.9)
> 5 % - не удовлетворяет условию.
1¢. Температура на внешней стороне стенки газохода во втором приближении tн¢ = 493 + 0,3 = 493,3 0С.
2¢. Средняя температура стенки
0С.
3¢. Коэффициент теплопроводности стенки газохода
Вт/(м2×0С).
4¢. Плотность теплового потока теплопроводности
Вт/м2.
5¢. Плотность теплового потока конвекции
Вт/м2.
6¢. Плотность теплового потока излучения
Вт/м2.
7¢. Суммарная плотность теплового потока конвекции и излучения
qк+и = 1230,6 + 15775,5 = 17006,1 Вт/м2.
8¢. 
< 5 % - удовлетворяет условию.
9. Расход газа при рабочих условиях по формуле (1.10)
м3/ч.
10. Сечение газохода по формуле (1.11)
м2.
11. Диаметр газохода по формуле (1.12)
м.
12. Площадь поверхности газохода длиной 1 м по формуле (1.13)
F = 3,14 ∙ 0,7 = 2,22 м2.
13. Линейная плотность теплового потока по формуле (1.14)
QL = 17214,5 × 2,22 = 38216,2 Вт.
14. Теплоемкость отходящих газов по формуле (1.15)
Средние теплоемкости компонентов отходящих газов
кДж/(м3×0С); 
кДж/(м3×0С);
кДж/(м3×0С); 
кДж/(м3×0С);
кДж/(м3×0С).
сг = 0,2 ∙ 1,989 + 0,03 ∙ 1,591 + 0,05 ∙ 1,398 + 0,7 ∙ 1,327 + 0,02 ∙ 2,06 =
= 1,486 кДж/(м3×0С).
16. Температура, до которой охладится газ через 1м длины газохода по формуле (1.16)
0C.
17. Снижение температуры газов на 1 м длины газохода в результате потерь тепла в окружающую среду по формуле (1.17)
Dt = 500 – 490,7 = 9,3 0С.
18. В результате потерь тепла в окружающую среду температура газа внутри газоходного тракта через 1 м его длины составит tг = 490,7. Расчет изменения температуры газа по длине газоходного тракта с помощью программы (см. прилож.) позволил получить следующее распределение температуры газа по длине газоходного тракта (см. рис.2).
Рис.2. Распределение температур по длине газоходного тракта.
5.2. Расчет сопротивлений газоходного тракта.
1. Средняя температура газов в газоходе по формуле (2.1)
0С.
2. Коэффициент вязкости компонентов и смеси газов по формуле (2.2)
Н∙с/м2; 
Н∙с/м2;
Н∙с/м2; 
Н∙с/м2;
Н∙с/м2.
= 29,82 ∙ 10 -6 Н∙с/м2.
3. Расходы компонентов отходящих газов по формуле (2.3)
м3/ч; 
м3/ч;
м3/ч; 
м3/ч;
м3/ч.
4. Плотность отходящих газов при нормальных условиях по формуле (2.4)
кг/м3.
5. Критерий Рейнольдса по формуле (2.5)
- режим течения турбулентный.
6. Коэффициент внешнего трения газа для труб с гладкой поверхностью (стальных) при турбулентном режиме определяется по закону Блазиуса (2.6)
.
7. Скорость газа в газоходе при нормальных условиях по формуле (2.7) определяется на участках А, В, С и участках D, E отдельно, так как диаметр газохода на этих участках различный
м/с,
м/с.
8. Потери напора на трение определяются на участках А, В, С и участках D, E по формуле (2.8),
Па,
Па,
Па.
9. Потери напора на местные сопротивления по формуле (2.9)
Первое местное сопротивление на пути движения газов – это резкое сужение при выходе газов из печи с сечением Sп = 2,5 м2 в газоход с сечением S = 0,393 м2. При 
ξ1 = 0,44 [2]
Па.
Второе местное сопротивление на пути движения газов – это поворот газохода на угол a. При a = 20о x2 = 0,05 [2]
Па.
Третье местное сопротивление на пути движения газов – поворот газохода на угол a. При a = 20о x3 = 0,05 [2]
Па.
Четвертое местное сопротивление на пути движения газов – поворот газохода на угол a. При a = 90о x4 = 1,05 [2]
Па.
10. Суммарные потери напора на местные сопротивления по формуле (2.10)
Па.
11. Величина геометрического напора определяется по формуле (2.11).
Геометрические напоры создаются только на участках В и Е, причем напор на участке В – положительный (так как газ направляется вниз), а на участке Е – отрицательный (так как газ направляется вверх)
Высота, на которую опускается газ на участке В определяется исходя из рис.3:
Рис.3. Схема участка В газохода для определения высоты геометрического напора. |
тогда |
,
Па,
Высота, на которую поднимается газ на участке Е равен длине этого участка, тогда
Па.
12. Суммарный геометрический напор по формуле (2.12)
Па.
13. Суммарные потери напора в газоходном тракте с учетом гидравлического сопротивления рекуператора по формуле (2.13)
Па.
14. Суммарные потери напора в газоходном тракте берутся с запасом в 25% по формуле (2.14), тогда
Па.
5.3. Расчет высоты дымовой трубы.
1. Принимаем Н1=150м.
2. Принимаем скорость газа в устье wу = 20 м/с.
3. Температура газа в устье по формуле (3.1)
0С.
4. Средняя температура газа в трубе по формуле (3.2)
0C.
5. Расход газа в устье трубы по формуле (3.3)
м3/ч.
6. Сечение устья трубы по формуле (3.4)
м2.
7. Скорость газа в устье при нормальных условиях по формуле (3.5)
м/с.
8. Диаметр устья трубы по формуле (3.6)
м.
9. Диаметр основания по формуле (3.7)
м.
10. Сечение основания трубы по формуле (3.8)
м2.
11. Средний диаметр трубы по формуле (3.9)
м.
12. Скорость газа в основании трубы при нормальных условиях по формуле (3.10)
м/с.
13. Средняя скорость газа в трубе при нормальных условиях по формуле (3.11)
м/с.
14. Тяга, создаваемая дымовой трубой по формуле (3.12)
Па.
15. Так как hp < hзап, то принятое значение высоты дымовой трубы занижено. Принимаем значение высоты дымовой трубы Н во втором приближении Н2 = Н1 + 30 = 180 м.
2¢. Принимаем скорость газа в устье wу = 20 м/с.
3¢. Температура газа в устье
0С.
4¢. Средняя температура газа в трубе
0C.
5¢. Расход газа в устье трубы
м3/ч.
6¢. Сечение устья трубы
м2.
7¢. Скорость газа в устье при нормальных условиях
м/с.
8¢. Диаметр устья трубы
м.
9¢. Диаметр основания
м.
10¢. Сечение основания трубы
м2.
11¢. Средний диаметр трубы
м.
12¢. Скорость газа в основании трубы при нормальных условиях
м/с.
13¢. Средняя скорость газа в трубе при нормальных условиях
м/с.
14¢. Тяга, создаваемая дымовой трубой
Па.
15. Истинное значение высоты дымовой трубы определяется по формуле (3.13)
м.
ЛИТЕРАТУРА
1. . Промышленные печи.
2. , . Металлургические печи.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
