5. Выбор горелочных устройств.

Для данной методической печи используем горелки типа “труба в трубе”.

Примем следующее распределение тепла по зонам печи [8]:

Методическая зона не отапливается.

- первая сварочная зона:

- верхняя – 20%;

- нижняя – 30%;

- вторая сварочная зона:

- верхняя – 20%;

- нижняя – 30%.

Число горелок в каждой зоне:

_{где Sг – шаг горелок [8], м;}

_{k – число рядов горелок.}

Пропускная способность одной горелки по газу:

.

Давление газа перед горелкой принимаем 4 кПа, для воздуха – 0,5 кПа.

Первая сварочная зона.

Теплота сгорания топлива: Q_H^P=8825 кДж/м³.

Температура подогрева воздуха: t_В=400С.

Удельный расход воздуха: V_В=2,321 м³/м³.

Расход воздуха на горелку:

_{Расчётный расход воздуха при подогреве его до 400}^о_С:

гдеk=1,17 – коэффициент определяется по рис.5а [8].

По рис.5а [8], по расчётному расходу воздуха и давлению перед горелкой 0,5 кПа определяем тип горелок: ДНБ-275/d_Г.

Расчётный расход газа:

_{где kt – определяется из рис.6 [8];}

_{kp=0,72 кг/м}³ _{– определяется из рис.7 [8].}

_{При давлении 4 кПа и расчётном расходе газа V}^Г_{рас=0,1224 м}³_{/с диаметр газового сопла – dГ =50 мм.}

_{Проверим скорости в характерных сечениях горелки. По рис.8[8] найдём скорости Wг}²⁰_{=81 м/с и воздуха– Wв}²⁰_{=25 м/c на выходе из горелки при t=20} ^о_С.

_{Действительные скорости сред:}

_{Отношение скоростей:}

_{Отношение скоростей находится в пределах допустимого [8]. По табл.4 [8] определяем размеры горелки ДНБ-275/50 (см. прил 1.).}

_{Скорость газовой смеси на выходе из носика горелки:}

_{Скорости движения сред в подводящих трубопроводах:}

_{Скорость в воздуховоде занижена по сравнению с рекомендуемой, поэтому можно сделать подводящие трубопроводы меньшего диаметра с переходом на 300 мм у горелок.}

Рис.4. Горелка типа “труба в трубе” большой тепловой мощности.

6. Расчет газового, воздушного и дымового трактов нагревательных печей.

6.1 Определение размеров газо- и воздухопроводов.

Рис.5.Схема газового и воздушного трактов методической нагревательной печи.

Участок 1диаметромd₁(D₁) и длинойl₁(L₁) соединяет каждую горелку с раздаточным коллектором.

l₁= 5 м – газопровод;L₁=3 м – воздухопровод; d₁=D₅,aD₁=D₂

Участок 2(зонный коллектор) диаметромd₂(D₂) и длинойl₂(L₂) обеспечивает равномерное распределение газа(воздуха) на группу горелок данной зоны отопления.

Задаемся рациональными скоростями движения газа и воздуха:

^Г₂=15 м/с; ^В₂=8 м/с.

Площадь проходного сечения трубы для газа:

, гдеV₂=B^т0,45=2,034м³/с.

Отсюда диаметр трубы:

;

Площадь проходного сечения трубы для воздуха:

, гдеV₂=B^т0,45*V=21,36 м³/с.

Отсюда диаметр трубы:

.

Длина l₂=L₂=B_n+2=10,3+2=12,3 м.

Участок 3диаметромd₃(D₃) и длинойl₃(L₃) соединяет зонный коллектор с печным. На нем размещают дроссельный клапан для плавного регулирования расхода газа(воздуха) на группу горелок зоны и измерительную диафрагму для контроля расхода газа (воздуха) на зону отопления.

l₃=L₃=10 м;d₃=d₂ =0,216 м;D₃=D₂=2,062 м.

Участок 4 диаметром d₄(D₄) и длинойl₄(L₄) обеспечивает подвод газа (воздуха) к печи из цехового газопровода (воздухопровода) и раздачу его по зонам коллектора.

Диаметр трубы газа:

;

Диаметр трубы под воздух:

.

Общая длина l₄=L₄=35 м.

_{По приложению 8 [9] принимаем коэффициенты местных сопротивлений:}

_{Участок 1:}

_{А=1, В=0,2, С=1;}

_{Сопротивление на шибере:}

_{Сопротивление на раздающем коллекторе с торцевым подводом:}

_{Сопротивление на раздающем коллекторе с торцевым подводом:}

_{Потери давления находят по формуле:}

_{Участок 2:}

_{Участок 3:}

_{Участок 4:}

_{Гидравлическое трение}

_{Участок 1:}

Участок 2:

Участок 3:

Участок 4:

Па;

Требуемое давление газа в цеховом газопроводе:

Таблица 5

Геометрические параметры газопровода

Характеристика	Номера участков.
	1	2	3	4
1. Кол-во обслуживающих горелок.	1	12	12	48
2.Расход газа на участке,м3/с	0,17	2,04	2,04	6,8
3.Принятая w,м/с	15	15	15	15
4.Расчетная площадь проходного сечения, м2	0,011	0,136	0,136	0,453
5.Расчетный диаметр, м	0,12	0,42	0,42	0,72
6.Фактический проходной диаметр трубы,м2	0,1	0,414	0,414	0,8
7.Толщина стенки, мм	4	6	6	6
8. Наружный диаметр трубы, м	0,108	0,426	0,426	0,812
9.Фактическая площадь проходного сечения, м2	0,008	0,135	0,135	0,502
10. Фактическая скорость, м/с	21,25	15,11	15,11	13,55
11.Тип запорнорегулир. устройства.	30ч47бк	-	-	30ч92бк
12.Устройство для измерения расхода газа.	-	-	ДБ,сталь12х17	-
13.длина участка, м	5	12,3	10	35