5. Аэродинамический расчет дымового тракта

Рис.11 Схема дымового тракта мартеновской печи

5.1. Потери давления при движении жидкости

В КАНАЛАХ И ТРУБАХ [4]

Потери давления - это потери энергии потока при движе­нии газов по трубам и каналам, расходуемой на трение о стенки канала, и преодоление местных сопротивлений.

Потерянная часть энергии превраща­ется в тепловую, которая частично расходуется на нагрев потока и частично рассеивается через стенки канала в окружающую среду. Всё выделившееся тепло является для потока безвозвратной не­обратимой потерей.

Общие методические указания о расчете потерь давления

Потеря давления представляет собой разность полных давлений на рассматриваемых участках трубопроводов или ка­налов (рис. 12) и на основании уравнения Бернулли может быть записана

(16)

Потерю давления определяют по формуле

(17)

Где - безразмерные коэффициенты, характеризующие потери соответственно на трение о стенки канала и мест­ные сопротивления.

Рис.12. К вопросу определения потерь напора

Основную трудность расчета потерь давления составляет оп­ределение именно этих коэффициентов, представляющих собой от­ношение потерянного давления к динамическому на данном этапе.

; (18)

Коэффициенты по физическому смыслу пред­ставляют собой количество динамических давлений, теряемых на том или ином гидравлическом сопротивлении.

Потери давления на трение

Потери давления на тре­ние могут быть определены по формуле

(19)

Коэффициент потери динамического давления к_тр опреде­ляет условия, в которых движется поток, и зависит от характера движения газа, состояния поверхности канала, его длины ( ) и эк­вивалентного диаметра d_экв

(20)

где - коэффициент трения.

Эквивалентный гидравлический диаметр канала любого се­чения равен отношению учетверенной площади сечения канала (4F) к его периметру Р, т.е.:

(21)

При этом следует учитывать, что эквивалентный диаметр системы равных параллельных каналов равен диаметру одного канала.

Коэффициент трения зависит от физических свойств пото­ка, от характера движения, газа - ламинарного или турбулентного, его скорости и шероховатости стенок канала. При ламинарном движении все частицы газа движутся параллельно оси канала и в этом случае бугорки шероховатости находятся в пристеночном подслое, а следовательно возмущений потока, связанных с не­ровными стенками канала, не наблюдается. То есть разница в сопротивлениях каналов, отличающихся только шероховатостью, отсутствует.

В этом случае

(22)

где А - коэффициент формы сечения канала смотри в табл. 3.

Таблица 3

Значения эквивалентного диаметра d_экв и коэффициента формы

ФОРМА СЕЧЕНИЯ КАНАЛОВ	dэкв	А
Круг с диаметром d	d	64
Квадрат со стороной а	а	57
Прямоугольник со сторонами а х в при а/в =0,1	1,81 а	85
= 0,2	1,67 а	76
= 0,25	1,60 а	73
ФОРМА СЕЧЕНИЯ КАНАЛОВ	dэкв	А
= 0,33	1,50 а	69
= 0,5	1,30 а	62