Расчет дымового тракта

где l - теплопроводность при 866,7°С.

                                             Теплоотдача излучением.

Средняя температура  стенки для входа по продуктам  сгорания:

.

Средняя температура стенки для выхода по продуктам сгорания:

.

(В рекуператоре  противоточное движение сред.)

Эффективная длина луча:

.

Эффективная степень черноты стенок труб рекуператора:

,

где e_СТ – степень черноты шамотного огнеупора.

Парциальные давления газов численно равны их объёмным содержаниям:

.

Произведения  парциальных давлений на эффективную  длину луча:

.

Степени черноты газов определяем по графикам [4]:

1. Для входа, при 1000°С: .
2. Для выхода, при 733,4°С: .
3. Поправочный коэффициент: .

Значения  коэффициента теплоотдачи:

1. Вход:

2.  Выход:

Средний коэффициент теплоотдачи излучением:

.

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

.

                 Определение коэффициента теплоотдачи воздуха.

Воздух  движется в межтрубном пространстве. Пучок – шахматный.

Коэффициент теплоотдачи [4, по рис.2.4]:

.

Средняя температура стенки:

.

Теплопроводность  стенки при 531°С:

.

Толщина стенки трубы: .

Коэффициент теплопередачи:

.

Тепловой  поток от продуктов сгорания к  воздуху:

.

Поверхность теплообмена:

.

                           Определение размеров рекуператора.

Суммарная площадь проходного сечения труб:

,

где a – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения продуктов сгорания по трубам рекуператора.

,

где S_ПС – проходное сечение одной трубы, отнесённое к 1м² площади сечения насадки.

                                 Ширина насадки рекуператора.

Принимаем ширину насадки равной ширине рабочего пространства, т.е.

.

 Число  рядов труб  направлении, перпендикулярном  движению воздуха:

.

Округляем до 69.

        Высот насадки рекуператора:

,

где P – поверхность теплообмена на 1м³ насадки.

Площадь проходного сечения для движения воздуха:

,

Площадь проходного сечения воздуха по высоте одного ряда труб:

.

Количество  рядов труб по высоте одного горизонтального  прохода:

.

Округляем до 5.

Число горизонтальных проходов по пути движения воздуха:

,

где h=0,42м – высота трубного элемента с учетом межфланцевого торцевого зазора.

Округляем до 1.

Окончательные размеры рекуператора.

Число рядов  труб по ширине:

.

Число рядов  труб по высоте рекуператора с учётом возможности увеличения высоты последнего прохода на 1 трубу:

.

Ширина  насадки рекуператора:

.

Число рядов  труб по длине рекуператора:

,

где S₂ – шаг труб по длине рекуператора.

Длина насадки  рекуператора:

.

Высота  насадки рекуператора:

.

Действительная  поверхность теплообмена.

.

Невязка:

.

_{Расчет  аэродинамического  сопротивления тракта продуктов сгорания:}

_{где lТ  – коэффициент трения для каналов из огнеупоров (0,05);}

       _{dэ – эквивалентный диаметр для вертикальных каналов (0,114);}

      _{x5, x6 – коэффициенты местных сопротивлений (0,5; 0,6);}

      _{rПсо, rво – плотность продуктов сгорания и воздуха;}

      _{b – коэффициент объемного расширения газов.}

 

 

 

 

 

_{6. Расчёт  дымового тракта  нагревательных печей.}

                                            _{Рис.5. Схема дымового тракта.}

_{Дымовой тракт представляет собой систему  каналов - боровов, обеспечивающих движение продуктов  горения из печи к  дымовой трубе. Расчет ведем в соответствии с типовой схемой дымового тракта методической печи. Скорость продуктов  горения W0i=1,5, м/с [9].}

_{Проходное сечение боровов:}

     _{По приложению 6 [8] выбираем боров с нагрузкой на пол цеха 5 т/м².}

                                                                                                                     _{Таблица 6}

Проходное сечение, м2	Размеры, мм
	В	Н	h	R	R1
21	3944	5681	818	1972	2725

 

                                                 _{Рис.6. Дымовой боров.}    

    

 

 _{Реальная  скорость дымовых  газов:}

      _{Из анализа чертежа  - глубина заложения  борова 8 м. Длину  дымового тракта  принимаем 15 м  [9]. Температура газов  за рекуператором  t=733,4^оС.}

                         _{Аэродинамический расчёт дымового тракта.}

     _{Потери давления  на трение:}

     _{Для кирпичных  каналов l=0,05 Вт/(м×К).}

     _{Диаметр внутреннего канала: d=B/2=3,944/2=1,97м.}

     _{Плотность дымовых  газов r0=1,261, кг/м³ [9].}

     _{Средняя температура газов на участке:}

                           _{Потери давления на местных сопротивлениях.}

     _{По  приложению 8 [8] принимаем коэффициенты местных сопротивлений:}

_{- шибера: zш=0,6, [8, с.51];}

_{- дроссельной задвижки: zд=1,7, [9, с.51].}

     _{Потери  давления находят  по формуле:}

    

     _{Изменение  геометрического  напора рассчитывается  по формуле:}

_{где H – высота опускания продуктов в дымовом тракте, м.}

  _{Для дымового тракта разряжение, создаваемое дымовой трубой (с 50% запасом):}

 

_{7. Расчёт дымовой трубы.}

 

Рис.7.Схема газового и воздушного трактов методической нагревательной печи.

     _{Рассчитаем  кирпичную дымовую  трубу, скорость  продуктов сгорания  на выходе из  которой W02=3, м/с [8].}

     _{Диаметр  устья:}

где 1,25 – коэффициент запаса пропускной способности.

     Диаметр основания:

     _{Скорость  продуктов сгорания  у основания:}

     Ориентировочная высота  дымовой трубы:

_{где t1 – температура продуктов сгорания у основания трубы, ^оС.}

     _{Температура продуктов  сгорания в устье  трубы:}

     _{Средняя температура продуктов сгорания:}

     _{Требуемая высота  дымовой трубы:}

_{Полученная высота трубы соответствует  санитарным нормам на трубы с естественной тягой [8].}

                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

                                      Библиографический список.

 

1. Соломенцев. С.Л.  Расчёт горения  топлива. –Липецк: ЛПИ, 1980. – 38с.

2.  Лукоянов Б. И. Учебное  пособие для расчета металлургических  печей. – Воронеж: ВПИ, 1976. - 110с. 

3.  Соломенцев. С.Л.  Тепловой  баланс печи. –Липецк: ЛПИ, 1981. –  26с.

4.  Наумкин В. А. Выбор конструкции  и расчет керамических рекуператоров.  –Липецк: ЛПИ, 1983. – 32с.

5.  Соломенцев. С.Л. Методические  указания по курсовому проектированию  металлургических печей. –Липецк:  ЛПИ, 1981.

6.  Наумкин  В. А. Расчёт газового, воздушного  и дымового трактов нагревательных  печей. –Воронеж: ВПИ, 1989. –56с.

7. Кривандин В. А., Марков Б.  Л. Металлургические печи. –М.: Маталлургия, 1997. –463с.

8.  Щапов Г. А., Карамышева Е.  П. Выбор устройств для сжигания  топлива в печах. Горелки типа  “труба в трубе”. –Липецк: ЛПИ, 1985.