2. Расчет аэродинамического сопротивления газоходного тракта металлургической печи.

2.1. Варианты исходных данных для выполнения расчета

Выполнить расчет потерь напора при движении дымовых газов по газоходному тракту металлургической печи.

Для удаления продуктов горения из рабочего пространства печи используется естественная тяга, создаваемая дымовой трубой.

Объем продуктов горения при нормальных условиях, образующихся в печи в единицу времени V₀; м³/с, зависят от заданной удельной производительности печи (удельного проплава), расхода условного топлива.

2. Методические указания по выполнению расчета

Рекомендуется следующий порядок расчета аэродинамического сопротивления газоходного тракта металлургической печи:

- Определяем объемный расход дымовых газов, образующихся в печи в следующей последовательности:

находим суточную производительность печи по перерабатываемому сырью:

А = Q*F, т/сут

где Q – Удельная производительность печи, т/сут*м²

F – площадь пода печи, м²

определяем секундную производительность печи:

А_сек = А*1000/24*3600, кг/сек

определяем секундный расход условного топлива:

Р_сек = А_сек * Р/100, кг/сек

определяем секундный расход реального топлива:

R_сек = Р_сек/q, кг/сек или м³/сек

где Р_сек – секундный расход условного топлива, кг/сек

q = Q_н/29310 - калорийный эквивалент

Q_н – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг для твердого и жидкого топлива; кДж/м³ для газообразного

29310 – теплота сгорания условного топлива, кДж/кг или кДж/м³

Находим секундный объем дымовых газов:

V_о = R_сек * V_газ/100, м³/сек

где R_сек – секундный расход реального топлива, кг/сек или м³/сек

V_газ – объем продуктов горения, образующихся при сгорании 100 кг или

100 м³ топлива.

- Определяем суммарную потерю напора газового потока:

∑h_пот = ∑h_пов + ∑h_мес + ∑h_г

h_пов = k_тр* W_о²/2 *ρ_о(1+α*t_ср)

h_мес = k_м* W_о²/2 *ρ_о(1+α*t)

h_г = H*g*(ρ_tв – ρ_tг)

где h_пов - потери напора на преодоление сил трения о стенки газохода, Па

h_мес – потери напора на преодоление местных сопротивлений, Па

h_г – потери напора на опускание газа вниз (геометрические), Па

W_о – скорость движения дымовых газов при нормальных условиях на каждом участке газохода, определяется по формуле: W_о = V_о /F, м/сек

V_о – секундный объем дымовых газов, м³/сек

F – площадь сечения газохода на рассматриваемом участке, м²

k_{тр –} η*L/d_г коэффициент повсеместного сопротивления

η – коэффициент трения, который для практических расчетов принимают 0,04 – для нефутерованных металлических газоходов и 0,05 – для футерованных газоходов.

L – длина участка газохода,м

d_г – гидравлический диаметр канала газохода, определяемый по формуле:

d_г = 4F/Π, где F площадь сечения газохода в м²; Π периметр газохода в м.

k_м – коэффициент местного сопротивления, определяемый по таблице (приложение) в зависимости от типа местного сопротивления.

t_ср – среднее арифметическое значение температуры газов на данном участке газохода, °C.

t – температура газов в точке, соответствующей данному местному сопротивлению, °C.

α – температурный коэффициент объемного расширения газов, равный

1/273, °C^-1.

ρ_о – плотность дымовых газов при нормальных условиях, кг/м³.

ρ_tв - плотность воздуха при заданной температуре (20 °C), кг/м³

ρ_tг – плотность дымовых газов при среднем арифметическом значении температуры газов на рассматриваемом участке газохода, кг/м³

Плотность воздуха и газов при их действительной температуре рассчитывают по формулам:

ρ_tв = ρ_о^в / (1+α*t);

ρ_tг = ρ_tг / (1+ α*t);

Результаты расчета представить в форме таблицы