19 Движение газов в трубопроводах, каналах и боровах.

Движение газов в трубопроводах, каналах и боровах, как правило, является одномерным, т.е. результирующие скорости протекающей среды в любой точке данного поперечного сечения одинаково направлены.

Хотя уравнение Бернулли, строго говоря, справедливо для труб­ки тока, однако, применив коэффициент корриолиса можно применять это уравнение во всех случаях, когда протекающая среда занимает все сечение трубопровода или канала и когда перепад температур незначи­телен.

В отличие от движения газов в рабочих камерах печей движение газов по трубопроводам и каналам является простейшим случаем, как правило, поддающимся расчету.

Распределение потоков по горизонтальным каналам осуществляется так, что иными словами, пропорционально площадям эквивалентных отверстий, т.е.

Если

Для равномерного распределения газа- между вертикальными каналами а и в необходимо соблюдать условие

(113)

В том случае, когда величина zgρ настолько мала по сравне­нию с ΔР_п, что ею можно пренебречь, распределение потоков по кана­лам будет прямо пропорционально площадям эквивалентных отверстий, как и для случая горизонтального расположения системы каналов. Нао­борот, если ΔР_п настолько мала по сравнению с zgρ, что ею мож­но пренебречь, распределение потока по каналам а и в будет оп­ределяться только величинами геометрического давлений (zgρ)_а и (zgρ)_в, а равномерность распределения будет при соблюдении условия

( zgρ)_а = (zgρ)_в

Легко уяснить сущность правила Лукашевича - Грум-Гржимайло для деления потоков, согласно которому рекомендуется для равномерности распределения газа по каналам направлять охлаждающиеся газы сверху вниз, а нагре­вающиеся - снизу вверх.

Действительно, если остывающие газы направлять снизу вверх, то при случайном увеличении количества газов, поступающих по кана­лу а температура в этом канале повысится, геометрическое давле­ние возрастет ( zgρ)_а, а (zgρ)_в уменьшится вследствие пониже­ния температуры в этом канале. Это явление будет прогрессиро­вать, т.к. геометрический напор при движении газа снизу вверх спо­собствует движению.

При движении остывающих газов сверху вниз случайное возраста­ние геометрического напора, приведет к сокращению расхода газа че­рез этот канал, т.к. геометрический напор препятствует движению газов.

Правило Лукашевича - Грум-Гржимайдо применимо в ограниченном числе случаев, когда можно пренебречь влиянием потерь напора (реку­ператоры, регенераторы), оно не пригодно для шахтных печей.

20 Газослив в печах.

Явление газослива заключается в том, что легкий газ, находя­щийся в некотором сосуде будет сливаться через стенку, отделяющую его от окружающего более тяжелого воздуха, если уровень газа в со­суде будет ниже, чем уровень края стенки. Картина течения при газо­сливе такая же как и при водосливе, если последний повернуть в вертикальной плоскости на 180 .

В зависимости от уровня воды за порогом различают затоплен­ный и незатопленный водосливы.

Рис. 24 Схема вытекания газа

из рабочего окна печи

Рассмотрим незатопленный газослив через рабочее окно печи (рис.24). Решение этой задачи было дано И.Г.Ецманом на основании уравнения Бернулли. Если В - ширина газослива, Н - погружение зеркала потока по сравнению с порогом, t_г - температура газов в печи, t_в - тем-пература окружающего воздуха, то для определения высоты газосли­ва h и расхода газа V_t через газослив могут служить формулы:

h =0,667 Н (114.а)

(115.б)

Если давление на поду печи равно нулю, то Н будет равна вы­соте окна. Приведенные формулы нельзя применять для расчета разме­ров боровов и рабочего пространства, т.к. в этих случаях газы дви­жутся, заполняя все сечение со скоростями значительно большими, чем это обеспечивает газослив.