Роговой_задачи
.pdfсимаЛЬiIОЙ температурой обжига tп= 12000 С, и, следо
вательно, требуется определить коэффициент избытка воздуха, необходимый для обеспечения температуры го
рения 12000 С.
Необходимый коэффициент избытка воздуха опреде
ляют из уравнения теплового баланса процесса горения
1 м3 газа по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Ш.8) |
где |
QH - |
низшая теплота сгорания газа [для |
газа |
Саратовского |
||||||||||||
|
|
месторождения |
Qи=36400 |
|
кДж/мЗ |
(8700 ккал/мЗ) |
||||||||||
|
|
справочная величина], |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
V~ - теоретнческнй |
расход воздуха, |
мЗ |
[1'1 |
нашем |
случае |
||||||||||
|
|
V~=9,67 м3/мЗ |
(графа 11, строка 11)], |
|
|
|
||||||||||
|
СВ - объемная |
|
теплоемкость воздуха |
[по справочным дан |
||||||||||||
t. |
и tT - |
ным Св=l,З кДж/(мЗ.ОС), (0,31 ккал/мЗ.град)], |
|
|||||||||||||
температура |
соответственно |
воздуха |
и природного газа, |
|||||||||||||
|
|
поступающего на горение t B |
I4 |
t T |
равными |
100 С; |
|
|||||||||
|
СТ - |
объемная |
|
теплоемкость газового |
топлива |
колеблеТС1l • |
||||||||||
|
|
пределах |
|
|
1,55-1,72 |
кДж/(мЗ . ОС) |
|
Принимаем |
СТ = |
|||||||
|
|
=1,7 кДж/(мЗ.ОС), |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
V~ - |
теоретическое количество продуктов |
горения от |
сжига |
||||||||||||
|
|
ния |
1 м |
З |
|
газового |
топлива |
[в |
нашем |
случае |
v: = |
|||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
=10,7 мЗ/м |
З |
(графа 10, строка 11)]; |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tK - |
калорнметрическая температура горения, ос, |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tп |
|
|
|
|
|
|
(Ш.9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
tK = -- . |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'ТJпнр |
|
|
|
|
|
|
|
где |
tп - требуемая практическая |
температура горения, |
назначаемая |
|||||||||||||
|
по условиям технологии |
(задана tп = |
1200 ОС); |
|
|
|||||||||||
ТJпирпирометрический коэффициент процесса горения (коэффи |
||||||||||||||||
|
циент прямой |
отдачи) |
для вращающихся |
печей по |
опыт |
|||||||||||
|
ным данным 1Jпир=0,8, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Сд- объемная теплоемкость |
продуктов |
горения (дымовых га |
|||||||||||||
|
зов) |
Она может |
быть |
подсчитана |
как |
средневзвешенная |
||||||||||
|
теплоемкость |
|
газовой смеси по |
|
формулам термодинамики. |
Для проектных уасчетов объемной теплоемкости продуктов го рения [кДж/(мЗ.ОС) допустимо пользоваться приближенной фор
мулой
Сд = 1,355 +O,00OO755tg •
Подсчитываем
1200
tK = 0,8 = 15000 с.
Принимаем tll.=t"
Тогда C)I;= 1,355+0,0000755·1500= 1,468 кДж/(мd.ОС)
40
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
|
111.3. Расчет rорения природноrо rаза |
(Саратовское |
месторождение) на 100 м8 rаза |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Хо,ц рас..еТа |
УдеЛЬНlII1! |
|
Расход |
|
Состав н колнчество продуктов гopeK~. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
11: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и', при нормальных УСЛО8lfSХ |
|
|
|
|
Расход |
|
||||||||||||||||
|
|
объеМIIIII'й |
|
|
|
|
и' и' |
|
|
м3 |
rasa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
u.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м' |
|
|||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
расход |
|
кислорода, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
с. |
|
|
|
|
|
кисло~да, |
|
ЫЗ, |
на 100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
состав |
|
|
|
реаКЦНfI гopeHllfI |
|
|
|
|
|
|
СО. |
|
|
Н.О |
|
О. |
|
|
|
N. |
|
всего |
|
|
|
|
|
|||
~ |
|
|
газа, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
Б |
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
|
11 |
|
|
|
1 |
|
|
СН.-94 |
|
|
СН.+202=СО2+ |
2 |
|
|
188 |
|
94 |
|
|
188 |
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
282 |
|
|
|
- |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
+2Н2О |
3,5 |
|
|
|
4,2 |
|
2,4 |
|
|
3,6 |
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
6 |
|
|
|
- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
С2Н6-1,2 |
|
|
С2Н6+3,502= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=2СО2+3Н20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
C aHb-0,7 |
|
|
СзНв+502= |
5 |
|
|
|
3,5 |
|
2,1 |
|
|
2,8 |
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
4,9 |
|
|
|
- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
=3СО2+4Н2О |
6,5 |
|
|
|
2,6 |
|
1,6 |
|
|
2 |
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
3,6 |
|
|
|
- |
|
|
||
|
|
С.Н10-О,4 |
|
|
С.Н\о+б,502= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
5 |
|
|
|
|
|
|
=4СО2+5Н2О |
8 |
|
|
|
1,6 |
|
1 |
|
|
1,2 |
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
2,2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
CsH12-О,2 |
|
|
CSHJ2+80 2= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
6 |
|
|
|
|
|
|
=5СО2+6Н20 |
- |
|
|
|
- |
|
0,2 |
|
|
- |
|
|
- |
|
|
|
- |
|
|
0,2 |
|
|
|
- |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
СО2-О,2 |
|
|
СО1т ~C02д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
7 |
|
|
Nr-3,3 |
|
|
N2T -N2 |
- |
|
|
|
- |
|
- |
|
|
- |
|
|
- |
|
|
|
3,3 |
|
|
3,3 |
|
|
|
- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ 81 |
100 |
I |
Итого |
- |
I |
199,9 |
I |
101,3 |
I |
197,6 |
|
I |
- |
|
|
I |
3,3 |
|
I |
302,2 |
|
I |
- |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл IlI.з |
|
|||||
t-:> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ход расчета |
|
|
|
|
|
Состав и количество продуктов горения. |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Удельный |
Расход |
|
|
м'. при нормальных условиях |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход |
|
||||||||||
|
|
о: |
|
|
|
|
|
|
|
расхоД |
кислорода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
кисл~да• |
М'. на 100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха. |
|
||||
&>. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
... |
|
объемный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м' |
|
||||||||
" |
|
состав. |
|
реакция горения |
t.I'''- |
w газа |
|
СО. |
Н,О |
|
О. |
N. |
всего |
|
|
|
|||||||||||
:1!; |
|
raga, |
0/0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
4 |
5 |
|
|
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
|
|
11 |
|
|
||||
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
Расчет |
N2 |
при а = l'199,9 |
- |
- |
|
|
- |
- |
|
- |
752 |
752 |
|
|
- |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
Вовлекаеl ся |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
21 |
|
|
|
О при а= 1 и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Вовлекается |
Н2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
d= 10 r на |
1 кг сухого возду- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
ха: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(199,9+752) 10·0,001·1,293 |
|
|
- |
- |
|
|
- |
15,25 |
|
- |
- |
15,25 |
|
|
- |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,805 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
И т о г о при а = 1 |
- |
- |
|
|
101,3 |
212,85 |
|
- |
755,3 |
1069,45 |
|
|
967,15 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
12 |
|
При а= 1,5 |
|
|
|
|
- |
299,95 |
|
|
- |
- |
|
100,05 |
- |
100,05 |
|
|
- |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Расход: 02= 199,9·1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
13 |
|
Вовлекается: N2 = 752· 1,5 |
- |
- |
|
|
- |
- |
|
- |
1128 |
1128 |
|
|
- |
|
|
||||||||||
|
14 |
|
Вовлекается: Н2О = 15,25·1,5 |
- |
- |
|
|
- |
22,875 |
|
- |
- |
22,875 |
|
- |
|
|
||||||||||
15 |
|
Итого при а=I,5 |
- |
299,95 |
|
|
101,3 |
220,475 |
|
100,05 |
1131,3 |
1553,125 |
|
|
1450 |
|
|
||||||||||
16 |
|
Объемный состав дымовых га- |
- |
- |
|
|
6,5 |
14,2 |
|
6,4 |
72,9 |
100 |
|
|
- |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
17 |
|
зов, |
% |
|
|
|
|
|
- |
- |
|
|
200 |
177,5 |
|
143,1 |
1415 |
1935,6 |
|
|
- |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
Масса продуктов горения, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
18 |
|
Масса |
сухих |
продуктов горе- |
- |
- |
|
|
- |
- |
|
- |
- |
1758 |
|
|
- |
|
|
||||||||
|
|
|
|
. ния, |
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из уравнения (II! 8)
После подстаНОВJ\И получаем:
rа = |
36 400 + 1о· 1, 7 |
= 1 ,5. |
|
10,7·1500·1,468- 9,67·1 ,3.10 |
|
При а= 1,5 |
продолжаем расчет горения |
топлива (табл. III 3) |
(строки 12-15). Итоговые цифры в строке 15 графы 10 получают
суммированием результатов строк 8, 12-14, |
а по |
графе 11 строки |
15 - действительный расход воздуха: |
|
|
100V = 100V~ а = 967,15,],5 = |
]450 |
м3 • |
B |
|
|
Процентуя объемы отдельных компонентов дымовых газов (гра
фы 6-9) к их общему объему (графа 10), получают объемный со став дымовых газов (строка 16).
Если расчет ведут для газа, сжигаемого не в печи, а в топочном устройстве с последующим использованием
дымовых газов в качестве теплоносителя в сушилке, то
в этом случае расчет необходимо продолжить для опре
деления влагосодержания продуктов горения dд и их эн
тальпии Iд. Для этого сначала подсчитывают массу отдельных составных частей продуктов горения (строка
17, табл. III.3) перемножением значений строки 15 (граф
6-9) на значения Р плотностей отдельных газовых ком
понентов. По справочным данным плотности газов
(кг/м3 ) составляют: Рсо, = 1,977; Рн2о =0,805; РО.= 1,43;
PN • = 1,25.
Определяем влагосодержание дымовых газов на 1 кг
сухого воздуха
о
dд = Н,О г (Ш.10) Lсд
где аН•О- масса ВОДЯНЫХ паров в ДЫМОВЫХ газах, отнесенная к
1 м3 топлива, в нашем случае равная 1,775 кг/м3 ;
Lсд- масса сухих дымовых газов от сжигания 1 м3 топ
лива;
|
L |
СД |
=L - O |
Н,О. |
(III.11) |
|
|
Д |
|
||
в нашем случае Lc;J. |
1935,6-177,5 =1758 кг. |
|
|||
|
|
100 |
' |
|
|
|
|
|
|
43
Тогда
1,775
dд = -- 1000 = 101 г на 1 кг сухих дымовых газов |
||||
|
17,58 |
|
|
|
Энтальпию продуктов горения, отнесенную к кг су |
||||
ХИХ дымовых газов, определяют по формуле |
|
|||
|
QH + V~ Св atB + tT |
СТ |
|
(Ш 12) |
|
/д = |
|
|
|
|
Lсд |
|
|
|
в нашем случае |
|
|
|
|
~= |
36400+15,5·1,3·10+1,7.10 |
= |
2080 |
Z |
17,58 |
|
~жп |
||
|
|
|
|
{лава rv
ЗАДАЧИ ПО РАСЧЕТУ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИИ
§1. ДАВЛЕНИЕ ГАЗОВ
1.Определить давление газов в печи высотой 2 м,
если уровень нулевого давления (нейтральная плос кость) находится на поду печи. Температура газов, за
полняющих печное пространство, 8000 С и плотность их
Ро= 1,3 кг/м3, |
а температура окружающего воздуха 200 С |
|
и плотность его Ро= 1,293 кг/м3 |
|
|
Реш е н и е |
В данном случае следует |
определить статическое |
давление под сводом печи, Па |
|
|
|
Ре", = Н(Рв -Рг) 9,8, |
|
где Рв и Ргплотность воздуха и газа при |
условиях задачи, кг/мЭ, |
|
Н - высота столба газа, м |
|
|
Плотность рассчитываем по формуле |
|
|
|
273 |
|
|
Pt=Po r , |
|
где Т - абсолютная температура, К |
|
|
|
273 |
3 |
|
PB=I,293 273+20 = 1,2 Kr/M; |
|
|
273 |
3 |
|
Рг = 1'3273 + 800 = 0,33 |
КГ/М; |
Рет=2(1,2-0,33)9,8= 17 Па.
2. Определить среднюю скорость газа на участке га
зохода сечением 0,5ХО,3 м2 при расходе газа 1 м3/с.
Реш е н и е Среднюю скорость ffirP |
можно определить по фор- |
|
муле |
v |
|
|
|
|
|
ЫеР=р' |
|
где V - |
объем газа, проходящего в 1 с, |
МЭ, |
F - |
площадь поперечного сечения газохода, м2 |
|
|
1 |
|
|
Ыср = --- = 6,65 м/с. |
|
|
0,5·0,3 |
|
45
J Определить гидравлический диаметр rазохода Пр5l моугольной формы размером в сечении 2ХО,8 м2
Реш е н и е Гидравлический (или приведенный) диаметр рас
считывают для каналов некруглого сечения и его значение исполь зуют в расчетах движения газов и передачи теплоты
|
|
|
4Р |
|
|
|
dгидр = |
li ' |
|
где П - периметр сечения канала, м, |
|
|
||
d |
- |
4.2·0,8 |
3,2 |
= 1 14 м |
---- < -- ' --= - |
||||
|
гидр - |
2.2 +0,8.2 |
2,8 |
' |
4.Через канал площадью сечения 0,5 м2 проходит в
Ч8000 м3 воздуха при температуре 1000 С. Определить
величину динамического давления.
|
Реш е н и е |
Динамическое (или скоростное) давление пропор |
|||||||
ционально квадрату скорости |
|
|
|
||||||
где |
(й"р - |
средняя скорость движения газа, м/с, |
|||||||
|
|
|
|
(йср = -v = |
8000 |
= 4,4 м/с |
|||
|
|
|
|
F |
|
3600·0,5 |
|
||
(в формулу подставляют секундный объем воздуха) |
|||||||||
|
Плотность воздуха при {= 100 ос |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
273 |
|
|
|
|
|
|
|
Pt = 1,293273 |
+ 100 = |
1,1 кг/м3 , |
|||
где |
1,293 |
кг/м3 - |
плотность |
|
воздуха |
при |
нормальных условиях, |
||
|
|
|
|
|
4 |
42 |
|
|
|
|
|
|
|
РД = |
~ 1, 1 = |
10,7 Па. |
|||
|
5. Определить число Рейнольдса и характер движе |
||||||||
ния |
воздуха в |
трубе |
диаметром 0,1 м при скорости его |
||||||
12 м/с и температуре 2000 С |
|
|
|||||||
|
Реш е н и е |
Число (или критерий) |
Рейнольдса определяет ха |
||||||
рактер движения |
газов если Re:;;::2320, |
то движение газов вихре |
|||||||
образное |
или турбулентное; |
при |
Re < 2320 - движение ла~lИнарное, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
wdp |
|
|
|
|
|
|
|
|
Re=-- , |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
t'Jt |
|
|
где |
w - |
средняя скорость на участке движения, м/с, |
|||||||
|
d - |
гидравлический диаметр канала, м; |
|||||||
|
Pt |
- |
плотность газа при данной температуре, кг/м3 , |
||||||
|
t'Jt |
- |
динамическая вязкость газа |
при данной температуре, Па· с, |
|||||
|
|
|
Р/ = 1,293 |
|
273 |
=0,74 кг/м3. |
|||
|
|
|
|
|
273 +200 |
|
|
46
Значение I1t берем из нижеприведенной таблицы.
|
|
111=26·10-6 Па·с при температуре 2000 С. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
12·0,1·0,74 |
= 34 150. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Re = 26.10-6 |
|
|
|
|
|||||||
|
Вывод - движение турбулентное. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Абсолютная вязкость воздуха и дымовых газов |
|
|
||||||||||
|
|
среднего состава в зависимости от температуры |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пера- |
|
|
|
|
IТемпера-- |
|
|
Вязкость, Па·с |
|
||||
|
Тем- |
Вязкость, Па·с |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тура, |
|
I |
дымовых |
I |
|
|
|
|
I |
дымовых |
|
||
|
|
|
|
|
тура, |
|
|
воздуха |
|
|
||||
|
ос |
воздуха |
|
|
газов |
|
ос |
|
|
|
газов |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
17,2ХI0-6 |
|
|
15,8ХI0-6 |
600 |
|
|
38,6Х 10-6 |
37 ,9Х 10-8 |
|
|||
100 |
21 ,9Х 10-6 |
|
20,4Х 10-6 |
700 |
|
|
41 ,8Х 10-6 |
40,7ХI0-6 |
|
|||||
200 |
26Х 10-6 |
|
24,5Х 10-6 |
800 |
|
|
44,3Х 10-6 |
43,4Х 10-6 |
|
|||||
300 |
29, 7Х 10-6 |
|
28,3Х 10-6 |
900 |
|
|
46,7Х 10-6 |
|
46Х 10-6 |
|
||||
400 |
33,2Х 10-6 |
|
31, 7Х 10-6 |
1000 |
|
|
49,1 Х 10-6 |
48,4Х 10-' |
|
|||||
500 |
35,2Х 10-6 |
|
34,8Х 10-6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Определить соотношение статического и динами
ческого давлений при плавном сужении трубы от диа
метра 150 до 100 мм, если в первом сечении статическое давлениесоставляет 300 Па. Расход воздуха 0,2 м3/с при
температуре его 200 С.
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
n |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис. IV.1. Схема к рас |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
__ о |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
чету динамического дав |
f - . - |
. -- |
--<с-:;;.. |
' -1'- |
|||||||||
- |
|
|
|
||||||||||
|
---- |
||||||||||||
ления трубы (к задаче 6) |
|
d,G>, |
|
|
|
|
dz (,J2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реш е н и е. По рис. IV.l определим динамическое давление в I
и 1f сечениях трубы:
Средняя скорость воздуха в сечении 1
(01 |
=~ = 0,2 = |
0,2.4 |
= 11 |
3 мlс |
ср |
F 1td2 |
3,14,0,152 |
' |
, |
|
4 |
|
|
|
47
Плотность воздуха при t=20 ОС· |
|
|
|
|
||
Pt = 1,293 |
273 |
|
= 1,2 кгlм3; |
|||
|
|
|||||
|
273 +20 |
|
|
|
||
1 |
11 ,32 |
|
76,8 Па. |
|||
Рд = |
-2-1,2 = |
|||||
Средняя скорость воздуха в сечении ZZ |
|
|
||||
ООlI == |
0,2·4 |
= |
25 4 м/с' |
|||
ер |
3,14.0,12 |
|
' |
, |
||
рII = |
25 |
42 |
2 = |
|
389 Па |
|
- ' - 1 |
|
• |
||||
д |
2' |
|
При переходе в се<Jении IZ часть давления потеряется, так как
переход плавный; принимаем (согласно таблицам приложения 5) коэффициент местного сопротивления ~=0,1 при угле атаки а=
=20-400, тогда
в соответствии с уравнением Бернулли сумма давлений в сече· ниях Z и ZZ останется постоянной, тогда
~ рl = P~T± рl = 300 + 76,8 = 376,8Ла;
~ рlI = рlI +рII +!:!,.р = 376 8 Па
~T д , .
отсюда определим РСТ В сечении IZ:
P~~ = 376,8 - 389 - 38,9 = - 51,1 Па.
Статическое давление в сечении ZZ имеет отрицательный знак; следовательно, при данном изменении сечения образуется отрица тельное давление, т. е. за счет уменьшения сечения трубы увеличи
вается скорость движения воздуха и динамическое давление.
7.Какое отрицательное давление покажет тягомер,
установленный посередине вертикального дымохода вы
сотой 20 м, если газы внутри дымохода имеют темпера туру 1000 С и плотность ро= 1,3 кг/м3, а окружающий воздух - температуру 15°С и плотность ро= 1,29 кг/м3.
Ответ: Рст=26,5 Па.
8.Определить отрицательное давление у основания
регенератора высотой 5 м. Температура воздуха, посту
пающего в насадку, 80° С, выходящего из насадки 1000° С. Окружающий воздух имеет температуру 20° и
плотность ро= 1,293 кг/м3•
Ответ: Рст=37,7 Па.
48
9. Определить давление воздуха, движущегося со ско
ростью 8 м/с при температуре 870 С и ро= 1,293 кг/м3 .
Ответ: Рд=314 Па.
10.Определить среднюю скорость газа, если через
трубу диаметром 0,8 м проходит в 1 ч 3600 м3 газа.
Ответ: <Оср=2 м/с.
11.Определить давление воздуха, если по трубе диа
метром 0,4 м проходит в 1 мин 300 м3 воздуха, имеюще го температуру 600 С, и ро= 1,293 кг/м3•
Ответ: Рд=52,5 Па.
12.Определить скорость воздуха в трубе, если давле
ние его 60 Па, а температура 400 С, ро= 1,293 кг/м3.
Ответ: <0= 10 м/с.
13.Определить характер движения продуктов сгора
ния в дымоходе сечением 0,4ХО,2 м2 при скорости дви жения их 1,5 м/с и температуре 5000 С. Плотность дымо
вых газов ро= 1,24 кг/м3 •
Ответ: движение турбулентное.
14.Определить критическую скорость движения про дуктов сгорания по газоходу сечением 0,2ХО,3 м2• Тем пература газов 1000 С и плотность ро= 1,3 кг/м3.
Ответ: <онр=0,21 м/с.
§2. СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ГАЗОВ
15.Определить потерю давления на трение в дымо вой кирпичной трубе высотой 55 м и средним диаметром
1 м, если по ней проходит 2,5 м3/с продуктов горения, имеющих температуру 1500 С. Плотность дымовых газов
ро= 1,3 кг/м3, коэффициент трения 0,04.
Решение
|
|
|
= |
О)2ср |
L |
|
др |
тр |
Л-Рt- |
||
|
|
|
2 |
d' |
|
где ·А - |
коэффициент трения, |
|
|
||
О)ср - |
средняя скорость газов, м/с; |
|
Pt - плотность газов при данной температуре, кг/м3;
L - длина участка, на котором определяется потеря давле
ния, м;
q - диаметр канала, м;
v |
2,5·4 |
|
ООср = -р = |
3,14·1 |
= 3,2 м/с. |
49