книги из ГПНТБ / Курочкин Б.Н. Теплотехнические испытания мартеновских печей

Абсолютная влажность при Р = 500 мм рт. ст. составит

Рис. 29. График для пересчета влагосодержания сухого газа на влажный газ.

Данными, приведенными в табл. 23, можно 'воспользоваться и для определения относительной влажности ,<Р; она определяет­ ся по формуле

? = — •

**вл.н

До температуры 100° С

ф = -Ь ,

7н

где у и рн —соответственно удельные веса водяного пара —

действительный и при состоянии насыщения.

С точностью примерно до 2%! можно также определить вели­ чину <р как отношение парциального давления в данных усло­ виях пара к парциальному давлению насыщенного пара при той же температуре

?= — ■

Рн

Психрометрический метод

Психрометрический метод определения влажности газов осно­ ван на определении интенсивности испарения воды движущимся вдоль ее поверхности влагосодержащим газом.

Для определения влажности измеряют температуру сухого и специально увлажненного термометров, находящихся в потоке

91

Благосодержащего газа, и по полученной разности температур

производят расчет абсолютной влажности газа по формуле

Рис. 30. Номограмма для определения влажно­ сти газа.

tz — ^вл вследствие тепловых потерь прибора; обыч­

но в расчете принимается а = 0,97.

92

стеклянный сосуд, заключенный в деревянный футляр, заполнен-

93

ный каким-либо теплоизоляционным материалом (например ватой). В отверстие сосуда через пробки вставлены термометры, причем ртутный столбик одного из них обернут марлей и непре­ рывно смачивается водой, налитой в стеклянный сосуд.

Газ просасывается через психрометр эжектором или другим приспособлением, скорость газа рекомендуется сохранять в пре­ делах около 2,5 м/сек. Указанную скорость регулируют по по­ казаниям реометра или газовых часов.

Весовой метод

Весовой метод определения влажности газов основан на по­ глощении водяных паров из газа некоторыми реактивами: хло-

Рис. 33. Установки для определения влажности весовым способом:

ристым кальцием, химически чистой серной кислотой, фосфор­

ным ангидридом и др.

На рис. 33 показана схема установки для определения влаж­

ности.

Влажный газ поступает сначала в трубку, заполненную стек­

лянной ватой, где происходит очистка его от пыли, смолистых веществ и частичная конденсация влаги. Затем, последовательно проходя трубки, заполненные хлористым кальцием, газ освобож­ дается от находившихся в нем водяных паров.

Взвешивание трубок со стеклянной ватой и хлористым каль­

цием до и после опыта позволяет определить общий вес влаги,

смолы и пыли в замеренном газовыми часами объеме газа, про­ пущенного через установку. Далее, выпариванием влаги из тру­

бок с ватой определяют ее вес. Вес влаги, выпаренной из труб­ ки, вместе с весом влаги в трубках, заполненных хлористым кальцием, составит общий вес водяных паров, содержащихся в единице объема насыщенного газа, прошедшего через газовые часы.

95

Количество трубок с хлористым кальцием подбирают таким образом, чтобы в последней трубке не было увеличения ее веса при проведении нескольких повторных опытов. Постоянный вес

трубки свидетельствует о полном осаждении влаги в предыду­

щих трубках.

Недостатком метода является длительность его проведения и

необходимость тщательного взвешивания почти всех деталей установки. При определении влажности в горячих газах приме­

нение этого метода усложняется еще необходимостью взвешива­ ния охлаждающего устройства, если в нем произошла конденса­

ция влаги из протекающего газа.

Конденсационный метод

На рис. 34 показана схема установки для определения влаж­ ности газов конденсационным методом. Основными ее элемен-

Рис. 34. Схема установки для определения влаж­

мометр.

тами являются: холодильник, сосуд для конденсата, газовые ча-

сы и отсасывающее устройство. Принцип работы установки по­ нятен из приведенной схемы. Основное количество влаги выпа­ дает в колбу для сбора конденсата вследствие сильного охлаж­ дения газа холодной водой при движении его через холодильник. Количество влаги, уносимой насыщенным газом по выходе из колбы, определяется по табл. 23 с учетом температуры и давле­ ния газа, замеряемых на установке.

Газозаборную трубку желательно располагать возможно бли­ же к прибору, причем в температурных условиях, исключающих

возможность образования конденсата на пути газа к холодиль­

нику.

96

жестяную трубку с вставленными по ее длине термометрами.

Для ненасыщенного парами газа существует примерно линейная зависимость теплосодержания от температуры. При достижении

5 Рис. 35. Приборы для определения влажности газов по точке росы:

а, б — варианты конструкции прибора: / — термометр; 2 — вход газа; 3 — труб­ ки из белой жести; 4—металлическая коробка; 5 — выход газа; 6 — резиновые пробки; 7 — стеклянные краники для

спуска воды.

насыщения (точки росы) эта зависимость нарушается и на кри­

вых изменения температуры по длине холодильника в точке ро-

Рис. 36. Кривые охлажде­ ния влажного газа.

сы получается перегиб, как это показано на рис. 36. По этому

'перегибу можно определить температуру, при которой газ про-

98

ходит состояние насыщения и приобретает соответствующую влажность.

Измерение тепловых потоков

В главе о балансовом испытании печи и методах его прове­

дения уже указывались способы определения расхода тепла Qt

на нагрев и расплавление металла.

Расчет Qi по разности между общим приходом тепла и сум­ марной величиной всех тепловых потерь, имеющих место в про­ цессе плавки, т. е. по формуле

Qx = BQ* — SQn0TPpb,

связан прежде всего с весьма трудоемким определением всех

тепловых потерь агрегата. Кроме того, точность определения Qi

зависит от точности составления всего теплового баланса (в луч­ шем случае точность будет порядка ±5—8%). Понятно, что лю­ бой простой метод непосредственного измерения тепловых пото­ ков Qj, от факела, металла и кладки в плавильном простран­ стве печи значительно облегчает задачу прямого контроля за тепловыми процессами в печи и динамикой их изменения по хо­ ду плавки в зависимости от тех или иных параметров теплового-

режима.

Основными элементами термозонда являются: медная охлаж­

даемая водой головка с вмонтированными в нее цилиндрически­

ми теплоприемниками из жаростойкой стали и две тонкие сталь­ ные трубки, подводящие и отводящие воду из головки термо­ зонда.

В центр каждого теплоприемника, на расстоянии 1,0—1,5 jwm

от наружной поверхности каждого основания стального цилинд­

ра, зачеканены или вварены термоэлектроды, образующие диф­ ференциальную термопару; промежуточным термоэлектродом' является сам теплоприемник. Величина теплового потока, воспри­ нимаемого наружной поверхностью теплоприемников, опреде­ ляется по величине э. д. с., развиваемой термопарой. Зависи­ мость

Q„ = f (э. д. с.) ккал/м? час

устанавливают, предварительно тарируя термозонд в лаборатор­ ной электрической печи с помощью водяных калориметров или оптического пирометра полного излучения.

Вследствие того, что тепловые потери боковыми поверхно­ стями теплоприемников относительно невелики, а конвективная составляющая воспринимаемого теплового потока, как показала проверка, компенсируется собственным излучением тепловоспри-

Рис. 37. Головная часть и общий вид термозонда ВНИИМТ:

1 — сальники для вывода • термоэлектродов; 2 — труба бесшовная; 3— термоэлектроды; 4— вывод термоэлектродов.

нимающих поверхностей, можно полагать, что изменение э. д. с. термозонда связано только с изменением падающего на него лу-

Рис. 38. Принципиальная схема термозонда ВНИИМТ:

7 — теплоприемники; 2 — кожух;

3— концы термоэлектродов;

4 — головка.

чистого теплового потока. Конструкция зонда, имеющего два

теплоприемника с относительным расположением рабочих по­ верхностей в противоположных направлениях, как это предусмот­ рено в термозонде ВНИИМТ, позволяет производить одновре­ менно измерение тепловых потоков, падающих на ванну и излу­ чаемых поверхностью ванны или шихты. Разность величин этих

100