Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Е бприх = аВ + Ь; ? 0раы = а'В + V.
Подставим полученные значения в (4.1), откуда расход топлива, кг/ч:
В = (Ь' — Ь)/(а - а'). (4.2)
Знаменатель в уравнении (4.2) может быть выражен произведением бнЛисп. Коэффициент использования топлива г|„оп показывает, какая доля введенной в печь теплоты используется в рабочем пространстве печи.
При отсутствии потерь от неполноты сгорания коэффициент использования топлива равен
— 6Р ~ И)у*-г _ < _ (с0У*Г (л -г\
П„с„- др -1 ер , К™)
где 0,1 = + {с^ +
Расход условного топлива, кг/ч:
Вусл = ВС2К/29 330.
Эффективность работы печей оценивают термическим к. п. д., показывающим, какая доля теплоты затрачивается полезно для данного технологического процесса:
Лг = (бпол/бприх) 100, (4.4)
273
ГДе Qnon = (QM - бм) + Z бэнд; Qnpi.x = Ql+ бфт + 6<|m + X бэкз-
Основные размеры печи должны обеспечивать достаточно полное завершение технологического процесса. Для этого необходимо кроме определения теплоты, покрывающей потребности технологического процесса <2техн, время, в течение которого заканчиваются химические реакции и физические превращения материалов. Это время находится по скорости процесса стах, т/(м3 • ч). Для определения рабочего пространства печи служит уравнение
V= Л/(фстахх), (4.5)
где А — производительность печи, т/сут; ср - коэффициент контактирования материалов; т — число рабочих часов в сутки.
Величина V может определяться также по минимально необходимому времени пребывания материалов в печи:
7= Лтпр/(рт), (4.6)
где р — масса материалов в печи, т/м3 (для шахтных, обжиговых печей и др.).
Удельная производительность барабанных печей окислительного обжига равна линейной скорости тпр (м/ч) процесса обжига и служит временной характеристикой печей непрерывного действия (так же, как для реакторов идеального вытеснения).
§ 4.6. ТЯГОДУТЬЕВЫЕ УСТРОЙСТВА
Подача воздуха и удаление газов из печной установки могут совершаться за счет естественной тяги или с помощью специальных устройств — дутьевых вентиляторов и дымососов. При расчете движения газов в газоходах и полостях печи пользуются уравнением Бернулли: zpg + р (w2/2) + р = const, (4.7)
где z — геометрическая высота центра тяжести данного сечения потока; zpg — геометрический напор, выражающий энергию положения; р (w2/2) — удельная кинетическая энергия потока в данном сечении, отнесенная к массовому расходу; р — статический или пьезометрический напор, выражающий энергию давления или потенциальную энергию потока.
Уравнение Бернулли для двух сечений вертикального потока позволяет определить падение давления потока:
*ipi0i + Pi И/2) + рх = z2p2g2 + р2 И/2) + А/?пот,
где zx и z2 — высоты сечений 1 и 2 относительно условного уровня отсчета; А/гпот — напор, потерянный на преодоление сопротивления движению газов — гидравлическое сопротивление.
После группировки членов уравнения при pi = р2 = рдг получим
---1 + ААпот- (4.8)
Правая часть уравнения представляет собой полное гидравлическое сопротивление.
Применим уравнение (4.8) для определения разрежения, создаваемого
274
дымовой трубой. Пусть основанию дымовой трубы соответствует нулевой уровень 2Х = 0, тогда г2 равно высоте дымовой трубы г2 = Н и Ри = Ро — Нрвд, где р0 — атмосферное давление на уровне г± = О, Па; р8 - плотность воздуха, кг/м3. В этом случае
/ / Н'1 — Н"? \
Ар = ро ~ Р.. = Я (р„ - р) д - р ( -+ Д/11ЮТ, (4.9)
где Ар соответствует превышению атмосферного давления над давлением газа в трубе и называется самотягой нс. Как видно из уравнения, тяга зависит от высоты дымовой трубы и от разности плотностей воздуха и дымовых газов. За счет тяги дымовой трубы создается разрежение, которое называют естественной тягой. Расчет естественной тяги ведут для худшего варианта (работа в летнее время, когда р„ не намного превышает плотность дымовых газов).
В печной установке разрежение имеет место только за пределами рабочего (технологического) пространства. В рабочей камере поддерживается обычно избыточное давление для предотвращения подсоса воздуха и влияния на нормальную работу печи. По характеру распределения давления газов печи отличаются от котельных установок.
Потери давления Акпот состоят из потерь на трение А/1тр и местных потерь АЛМ, связанных с изменением направления потока или изменением его сечения. Потери на трение шероховатых труб
/ и>2
Д/,тр = X — -~-р0 (1 + си), (4.10)
и) А
где ро — плотность газов при нормальных физических условиях; / и -длина газохода и гидравлический (эквивалентный) диаметр; X - коэффициент трения зависит от числа Ле и берется по справочникам.
При ламинарном движении Ее < 2-103 коэффициент трения определяется по формуле X — 64/Ке. Для технически гладких труб и числа Яе = (4-4-100) • 103 коэффициент трения может быть рассчитан по формуле X = 0,316/Ке0'25. Все местные потери (местные сопротивления) определяются по формуле А/1м = С (и>2/2) р, где С — коэффициент местного сопротивления зависит от конфигурации газоходов и берется по справочным таблицам.
При естественной тяге общее сопротивление газового тракта должно быть меньше или равно тяге, вызываемой дымовой трубой высотой Я. В противном случае необходима установка дымососов. Производительность дымососов с учетом 15 %-ного запаса выбирается по формуле
