3.1.5. Расчет передувки над травильной ванной.
Эффективная вентиляция травильной ванны с передувкоq возможна только в том случае, если расстояние от зеркала до верхнего края ванны достаточно для размещения пакета травленного металла (труб или листов).
На рис. 4 приведена расчетная схема вентиляции травильной ванны.
Бортовым отсосом удаляется воздух, поступающий из щели передувки, а также из цеха. Загрязненный воздух, эжектируемый струей из замкнутого пространства, является рециркуляционным и на объем отсоса не влияет.
Минимально необходимый расход струи воздуха L0 и объем отсоса Lотс определяются по уравнениям:
,
Рис.4 – Расчетная схема бортового отсоса с передувом
где l – длина ванны, м; νmin – минимально допустимая скорость на оси свободной струи в сечении, находящемся на расстоянии В0 от приточной щели, обеспечивающая устойчивость струи, исключающая возможность попадания вредностей в атмосферу и разбавления водорода, выделяемого из раствора, до взрывобезопасной концентрации.
По условиям взрывобезопасности
νmin > 25 · G1/B0 · l · Xн.п,
где G1 –количество водорода, г/с; Хн.п – нижний предел взрываемости водорода (3,4 г/м3).
Для надежности работы передувки νmin должно быть не менее 2 м/с.
Ниже приведена зависимость νmin от температуры раствора для В0 = 1 м и h = 1 м:
|
tp, 0C |
50-65 |
65-75 |
75-80 |
80-83 |
83-87 |
87-90 |
|
νmin, м/с |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
При других геометрических размерах:
.
Пример 5.
Рассчитать, передув над ванной периодического травления пакетов листов в растворе 15%-серной кислоты с 800С.
Исходные данные:
Ширина ванны b = 2 м;
длина ванны l = 10 м;
высота ванны h = 2,5 м;
высота пакета листов 1 м;
количество выделяющегося водорода – 2,5 г/с.
Решение:
Высоту приточной щели рекомендуется принимать b0 = 0,01- 0,03 м.
Принимаем 0,02 м.
При сносности приточной и вытяжной щелей угол наклона струи β = 0. Для предотвращения подтекания воздуха к струе с боков торцовые стенки ванны необходимо поднять на высоту:
h1 = 0,1+0,22 · b0, м.
В рассматриваемом примере высота боковых бортов:
h1 = 0,1 + 0,22 · 2,0 = 0,54 м.
Минимальная высота h2 расположения приточных щелей от зеркала раствора:
h2 = h +0,5 · b0 + 0,2 · B = 1 + 0,5 · 0,02 + 0,22 · 2,0 = 1,45 м.
Скорость необходимая для эффективной передувки:
Полученную скорость проверяем по условиям взрывобезопасности:
v1 min = 25 · 2,5 / (2 · 10 · 3,4) = 0,92 м/с.
Расход воздуха в коллекторе передувки:
Расход удаляемого воздуха:
Скорость воздуха во всасывающем отверстии бортового отсоса рекомендуется принимать равной 2vmin:
νотс = 2 · 3,8 = 7,6 м/с.
Высота вытяжного проема:
Аотс = Lотс / 3600 · l · vотс = 38200 / (3600 · 10 · 7,6) = 0,14 м.
3.1.6. Расчет системы газоотсоса через свод печи с разрывом струи.
В первую очередь необходимо определить конструктивные размеры патрубка, размещенного на своде печи. При этом следует стремиться к тому, чтобы диаметр патрубка был максимально возможного размера и скорость движения газов в нём составляла 5-7 м/с.
На рис. 5 приведена схема с обозначением всех конструктивных размеров, используемых для расчета.
Рис.5 - Расчетная схема отвода газов через свод электросталеплавильной печи.
Зная максимальное количество газов, подлежащих удалению из печи, и диаметр патрубка d1, размещаемого на своде, и пользуясь формулой
H = (γ · ν12 / 2·g) ·∑ξ,
где v1 – скорость газов в патрубке на своде печи, определяют давление, необходимое для преодоления сопротивления при прохождении воздуха через печь.
В рассматриваемом случае сумма местных сопротивлений (∑ξ = 4,32) на пути движения газовоздушного потока состоит из следующих сопротивлений: вход 2,6, внезапное сужение 0,47, колено 0,25 и выход 1,0.
Для того чтобы преодолеть потери сопротивления в тракте печи, необходимо обеспечить энергию разрежения в начале патрубка созданием соответствующей скорости:
Скорость v1́ при разрыве струи может быть определена на основе теории всасывания факела. Скорость, которая должна быть создана в системе газоотвода, определяется по формуле:
где К – коэффициент, учитывающий затухание факела всасывания и зависящий от отношения l/d. Для круглого факела это отношение приведено ниже:
-
l/d
0,05
0,1
0,2
0,4
K
0,85
0,72
0,55
0,28
Как видно из приведенных данных, увеличение разрыва в системе соотношения l/d больше 0,2 нецелесообразно, так как приводит к большому подсосу воздуха из окружающей среды.