Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методична розробка на КП 2012

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
1.16 Mб
Скачать

R cp

R m in

 

0.0317

0.0079

Ом

n'

4

 

 

 

де n=4 - кількість електродів встановлених а одному ряду.

Визначаємо робочу напругу між електродами

U

 

Рm in Rcp 103

 

4699 .7 0.0079 10

3

 

104 В

роб.

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

Визначаємо струм, який проходить через скломасу.

I

 

U РОБ

 

104

3280

А.

СМ

RСР

0,0079

 

 

 

 

Визначаємо силу струму, який проходить через крайні електроди ряду:

IK ICM 3 3280 3 5675 А.

Визначаемо струм, що проходить через середні електроди:

IC 2 IСМ 3 2 IK 2 5675 11350 А

Визначаємо щільність струму приелектродного шару скломаси для крайніх електродів:

 

IK

5675

2

 

Y

 

 

 

 

12900 А/м

.

 

 

 

 

k

2 r

2 3.14 0.05

1.4

 

 

 

 

 

Визначаємо щільність струму приелектродного шару для середніх електродів:

 

I

С

11350

2

 

Y

 

 

 

 

 

125795 А/м

.

 

 

 

 

 

С

2

r

2 3.14 0.05

1.4

 

 

 

 

 

Проведений електричний розрахунок підтверджує, що обрана схема

розтащування електродів вірна, тому, що контролюємі параметри робочої напруги та щільності струму лежать у припустимих межах.

3.4Тепловий розрахунок регенератора

Метою цього розрахунку э визначення площі поверхні нагріву повітряного регенератору. Маючи обчислену площу поверхні нагріву визначають конструктивні розміри насадки регенератору (довжину, ширину і висоту).

Вихідні дані для розрахунку: об'єми теплоносіїв:

а) секундний об'єм повітря:

31

0

L/

;

м3

(3.72)

П

0

 

 

 

б)секундний об'єм димових газів:

 

0

 

д.г.

3

(3.73)

д.г

 

 

 

Значення теплоносіїв беруть з розрахунку горіння палива,

- секундні

витрати палива, м3/с.

Для насадки регенератора застосовують вогнетриви:

-для низу насадки - шамот,

-для верха насадки - динас.

Розмір цегли: 300х150х65мм, 350Х150/75мм, розмір чарунок насадки регенераторів 150х150мм.

Розподіл температур у регенераторах приймаємо згідно схеми

TП / /

 

 

 

 

Т /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д.г.

TП/ Tд./г./

Рисунок 3.16 Розподіл температур у регенераторі.

TП/ - початкова температура повітря 50-1000С

TП// - кінцева температура повітря 900-12500С

TД/ ,Г. - початкова температура продуктів горіння, що входять у регенератор:

1350-15500С

TД//,Г, .-кінцева температура продуктів горіння, що виходять з регенератору. Визначаємо потік тепла, сприйманого повітрям у насадці регенератора

 

 

Ф

0

T //

C//

T /

С/

; кВт

(3.74)

 

 

П

П

П

П

 

П

П

 

 

де C/

,С//

- питома теплоємність повітря при T /

,T // .

П

П

 

 

 

 

 

 

 

П

П

Визначаємо тепловий потік, внесений у насадку продуктами горіння:

 

Ф/ П,Г.

0

T/

C/

 

;кВт

 

(3.75)

 

 

 

д.г.

Д.Г.

П.Г.

 

 

 

 

Сп.г. – теплоємність газів; кДж/м3 0С Визначаємо тепловий потік, що виноситься з регенератора продуктами

горіння:

 

 

 

Ф// П,Г.

0,9 Ф/

Ф ; кВт

(3.76)

 

П.Г.

П

 

32

Визначаємо температуру продуктів горіння, що виходять із регенератора:

 

T

//

 

 

 

ФД// .Г.

;

0

С

 

 

 

 

(3.77)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д.Г.

0

С//

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д.Г.

П.Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де CП// .Г. - розраховуємо в кДж/м3 0С,

задаючись температурою 300-4000С

 

Складається таблиця теплового балансу регенератору та робиться перевірка

розрахунку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3.6 Тепловий баланс регенератора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кількість тепла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кількість тепла

 

 

 

 

 

Прихід тепла

 

 

кВт

%

 

 

 

Витрата тепла

 

кВт

 

%

 

З продуктами горіння

 

 

Ф

П.Г.

100

 

 

 

На нагрівання повітря,ФП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Віднесення із продуктами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горіння, Ф// П,Г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Втрати в навколишнє середовище,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

Ф/

Ф

Ф//

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о.с.

П.Г.

П

П.Г.

 

 

 

 

Разом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

Визначаємо площу поверхні нагріву насадки

Практикою проектування і експлуатації ванних скловарних печей встановленощо на кожен 1 м2 дзеркала скломаси у варильній частині печі повинно доводитися 20-25м2 площі поверхні нагріву насадки регенератора при використанні висококалорійного природного газу або рідкого палива, і 25-32м2 при використанні генераторного газу. При роботі ванних печей з підвищеним температурним режимом вказані нормативи декілька збільшують. Питома площа нагріву насадки залежить від типу насадки може складати:

- для насадки сполошними колодцями ( Каупера):

fпит

 

4

 

; м23,

(3.78)

(

 

 

 

 

S)

 

-для насадки Сименса:

fпит

 

2

1.5

S

; м23,

(3.79)

(

S)

 

h

S

 

 

 

 

де , м – товщина цегли для насадки,

S, м – розмір між цеглинами насадки, h, м – ширина цеглини насадки.

FНАС (20 30) FВ.Ч.

(3.80)

33

V

Fнас

; м

3

(3.81)

 

 

 

насадки

fпит

 

де F- площа насадки регенератора, м2

f – питома площа нагріву насадки, м23. Визначаємо розміри регенераторів:

Ширина регенераторів повинна бути кратною розміру цеглини насадки, але не менше 0,5м і не більше 4 м.

Довжина визначається протяжністю фронту розташування пальників в продовжних стінах печі і досягає 30м.

Висота вертикальної насадки в сучасних, ванних печах - 5-8 м.

Для горщикових печей з нижнім полум'ям висота насадки регенератора складає 1,6-2,8 м, а на печах з верхнім полум'ям - 2-3м; довжина - відповідно

1,6-4 і 4-6 м і ширину - 0,6-1,5 і 1,5-3м.

3.5Розрахунок перерізу каналів і пальників

Мета цього розрахунку – визначити площу перерізу, а потім розміри площі делянок, по яких рухається повітря.

Повітря, що необхідне для горіння палива, подається через каналлюк. Потім він потряпляє до каналів,що повязані з регенератором, а з регенераторів подається до пальників, де зміщується з паливомця горюча суміш потрапляє до печі (рисунок 3.16)

Площа перерізу ділянок визначається по формулі:

 

 

VПt

2

 

 

 

 

F

 

 

; м

 

 

(3.82)

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

де V t

- збільшення об'єму повітря при його нагріванні на шляху руху

П

 

 

 

 

 

 

 

для кожної ділянки:

 

 

 

 

V t

V 0

(1

t

) ;м3

(3.83)

 

 

 

П

П

 

273

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де W- швидкість руху повітря в м/с

34

9

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1450

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

 

 

 

 

 

 

 

 

T+100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

6

 

 

 

 

 

 

 

 

T+50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T+25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д.г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

/ /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д.г.

 

воздух 20Ес

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80 - 100Е

 

 

 

 

 

 

40Е

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

60Е

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

4

 

 

/ /

0

 

 

 

 

 

 

 

 

T- 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д.г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ /

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

T- 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д.г.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.17 Схема руху повітря, потрапляючого у піч та руху продуктів палива, виходячих зпечі.

Послідовно розраховуються:

1.Площа перерізу повітряного люка клапана.

T-20 0C, W=2.5-3.5 м/с

2.Площа перерізу канала між клапаном і регенератором.

T= 40-60 0C, W=0, 5-2 м/с

Ширина каналу приймається рівній ширині насадки, висота каналу буде:

h

F

b

; м

 

(3.84)

 

 

 

 

 

де b- ширина каналу.

 

 

 

 

3.Площа перерізу та розміри підрегенеративного каналу.

 

T= 80-100 0C, W=0, 5-3,5 м/с

 

Загальна площа:

рисунок 3.14

 

F

F

F

; м2

(3.85)

 

 

1

2

 

 

h1=1/8·b;

м2

(3.86)

F1=2/3·b· h; м2

(3.87)

F

1

1

h

b

2

 

h

 

F2

Рисунок 3.18 Площа перерізу та розміри підрегенеративного каналу

35

F2= F-F1; м2

(3.88)

h2=F2/b; м2

(3.89)

4.Площа та розміри шахт пальників.

T= Тп+25 0С W=2, 5-4

м/с

L

 

F

(3.89)

ш

 

 

а

 

 

 

 

a

Lш

Рисунок 3.19. Розрахунок розмірів шахти пальників.

5. Площа перерізу горизонтальних каналів пальників. T= Тп+500С W= 6-10 м/с

6. Площа перерізу та розміри вльотних вікон. T= Тп+1000С

Для печей з поперечним напрямком полум'я: W=Ввч.м/с, Для печей з подковоподібним напрямком полум'я :

W=Lв.ч. м/с

 

Fвл.

2

F

 

 

вл.

п

 

 

 

де п- кількість пальників, Висота вльотного вікна:

hвл. Fвл. м

В

де В - ширина вльоту.

(3.90)

(3.91)

7. Площа перерізу каналу, що відводить продукти горіння на димову трубу

T= Т//д.г.-1000С W= 1-5м/с

Об'ємний вихід димових газів при нормальних умовах приймається з вихідних

данних до розрахунку регенераторів: 0

д.г

36

3.6 Аеродинамічна перевірка розрахунку печі

Порядок розрахунку :

-визначаємо втрати тиску на здолання місцевих опорів. Втрати тиску на тертя не враховуємо, бо на невеликих ділянках вони незначні;

-Розраховуємо величину геометричного тиску в регенераторі – пальнику;

-Визначаємо запас тиску.

Вихідні данні для розрахунку:

-секундні об’ємні витрати повітря ( при н. у.) (див. вихідні данні до розрахунку регенераторів);

-температура повітря на окремих ділянках (рисунок 3.16)

1.Визначаємо втрату напору на кожній ділянці:

W

2

t

;Па

 

 

 

 

 

 

 

2

 

П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де ξ- коефіцієнт місцевого опору :

 

 

ξ -клапан-

 

 

 

 

 

 

 

 

4

ξ -поворот у клапані-

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2-1.5

ξ -поворот каналу до регенератора -

1.5-1

ξ -вхід у піднасадочний канал -

 

0.3-0.5

ξ -поворот та вхід у насадку

 

 

 

 

 

1.5-2

ξ -насадка розраховується за формулою:

 

 

 

 

 

1.57

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

d

нас

 

 

 

 

 

 

де d – гідравлічний діаметр чарунки насадки, дорівнює висоті насадочного елементу;

hнас – висота насадки регенератору, м

ξ -вихід з насадки-

 

1.5-2

ξ -вхід у шахту-

 

 

0.35-0.5

ξ -поворот у горизонтальний канал-

0.3

ξ -звуження потоку-

 

0.2-0.3

ξ -вліт у піч-

 

 

0.5-1

Швидкість руху повітря на цій ділянці:

 

W

VПt

;м/с

 

F

 

 

 

 

де VВt – секундний об'єм повітря при відповідній температурі:

VПt VП0 1

1

t

; м3

 

273

 

 

 

де t - температура повітря в 0С,

(3.92)

(3.93)

(3.94)

(3.95)

37

F - площа перетину даної ділянки в м2,

пt - щільність повітря при відповідній температурі

t

0

 

273

;кг/м3

(3.96)

п

п t

273

 

 

де

п0 = 1.293 кг/м3

Розрахунки заносимо в таблицю 6. Площа насадки вільного перерізу:

F L

н

B

f

с.с.

; м2

(3.97)

 

н

 

 

 

де Lн -довжина насадки, м; Bн - ширина насадки, м;

fс.с. - площа вільного перерізу, м22 fс.с. =0,421м22

Таблиця 3.7 Місцеві опіри на шляху руху повітря.

Місцеві опори

Vп0 ;

T,0С

Vпt ;

F ;

W ;

пt ;

 

W 2

 

м ;

 

3

 

3

м2

м/с

кг/м

3

 

 

 

 

Па

 

 

2

 

 

 

м /с

 

м /с

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Вхід у клапан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поворот у клапані

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поворот до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

регенератора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вхід у насадку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Насадка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вихід з насадки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поділ потоку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вхід у шахту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поворот у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горизонтальний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

канал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звуження потоку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вліт у піч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Геометричний тиск :

 

 

г

20

Tср 9,8Па

(3.98)

 

 

П

П

 

де

Tср - щільність повітря при середній температурі на даній ділянці; кг/м3

 

п

 

 

 

 

 

20

-щільність повітря при 200С, рівна 1,2 кг/м3

 

 

п

 

 

 

 

38

 

2

 

H

 

H

насад

1

Н

H

поднас.

 

H

 

Рисунок 3.20 Розміри висоти підйому повітря де Н- висота підйому повітря, м

 

 

1

 

(3.99)

1

насад.

 

поднас

2

 

 

 

 

 

 

2

1,5

3,5м

 

 

 

 

 

 

P

 

РГ

РГ

Па

(3.100)

г

 

1

2

 

 

Визначаємо запас тиску:

 

 

 

зап

г

м ;Па

(3.101)

Цей запас тиску у %:

 

 

 

 

 

 

100 %

(3.102)

г

зап

г

3.6 Розрахунок висоти та перерізу димовой труби

Мета розрахунку – визначити потрібні розміри димової труби для забеспечення виведення з печі димових газів за рахунок власної тяги.

Висота труби встановлюється по формулі:

 

 

заг

 

; м

 

(3.103)

 

 

 

 

 

 

тр

35

tср

9.8

 

 

 

 

п

д.г.

 

 

 

 

 

 

 

 

де

 

 

 

 

 

 

заг

м

з

тр

з ;Па

(3.104)

мвтрати тиску на місцеві опори руху димових газів, 40-280 Па,

ггеометричний тиск, затрачуваний на опускання димових газів, 70-75 Па,

39

тр

втрата тиску на тертя, 20-30 Па,

 

з1, 2-1,4

35

щільність димових газів при 350С

 

 

 

П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tсс

щільність димових газів при середній температурі в трубі.

д.г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

0

273

 

;кг/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д.г.

д.г.

273

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

 

 

 

 

 

 

0

0

r

0

 

r

 

0

r

0

r ; кг/м3

 

д.г.

CO2

CO2

 

H2O H2O

N2

N2

O2

O2

 

 

 

0

 

 

 

кг/м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де -молекулярна маса відповідного газу, а саме:

0

44

1,9642 кг/м2

0

 

18

0,8035

кг/м2

 

 

 

CO2

22,2

Н2

О

22,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.105)

(3.106)

(3.107)

0

28

1,25 кг/м2

0

N2

22,4

О 2

 

 

 

 

32

1,429

кг/м2

 

22,4

 

 

Для визначення середньої температури димових газів по трубі приймаємо висоту її 40-50м спад температури 0, 5-2,50С/м.

Tу ст.

Tосн

Tп

Н ,

(3.108)

тоді середня температура:

 

 

T

Tср

Tу ст

;0С

(3.109)

 

 

ср

2

 

 

 

 

 

 

 

Обчислити послідовно усі параметри (Рзаг, tср,

д.г. ), знаходимо висоту димової

труби.

Площа перерізу та діаметр устя визначається по припустимій швидкості димових газів, вона дорівнює при власній тязі 3-5 м/с.

F

Vд.г.

м

2

(3.110)

 

 

у ст

W

 

 

 

 

 

 

 

Діаметр труби:

Dу ст

 

4 Fу ст

 

(3.111)

 

40

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.