Роговой_задачи
.pdfгде
nd2
|
|
Р=-4-; |
|
|
Ре = 1 |
|
273 |
|
|
, |
3 -- = О 84 |
КГ/МВ, |
||
|
423' |
• |
||
|
|
3,22 |
55 |
|
АРтр = 0,04 -2- 0,84 -1- = 9,4 Па.
16. Рассчитать сопротивление слоя топлива на ко·
лосниковой решетке топки площадью 2,5 м2, если в ней
сжигается в сутки 7,2 т бурого угля.
Реш е н и е По формуле ВТИ [35] сопротивление слоя топли
ва, Па
|
|
АР = т ( |
: |
)29,8, |
|
||
где В - |
средний часовой расход топлива, кг/ч; |
|
|||||
R - |
площадь колосниковой решетки, м2 ; |
|
|||||
т - коэффициент, |
характеризующий спекаемость топлива [т |
||||||
|
принимается 0,001 |
(по справочным данным)З; |
|||||
|
В = |
7,2·1000 |
= 300 КГ/Ч; |
|
|||
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
I'>P = |
0,001 |
300 |
|
)2 |
9,8 = 144 |
Па. |
|
-- |
|
|||||
|
|
|
( 2,5 |
|
|
|
|
17. Определить потерю давления при прохождении
воздуха через регенеративную насадку с чередующимися
смещенными рядами. Высота насадки 4 м, размеры ячей·
ки 0,1 ХО, 1 м2• Скорость движения воздуха 2 м/с. Сред Hяя температура в насадке 6000 С; ро= 1,293 кг/м3•
Реш е н и е. По таблице приложения 5 находим КОЭффициент
местного сопротивления регенеративной насадки данного типа (Си
менса) :
1,57
~' = -V-d (на I м высоты насадки),
где d - гидравлический диаметр ячейки насадки, м.
Потери давления на местные сопротивления рассчитывают по фор
муле
50
Гидравлический диаметр ячейки квадра гного сечения равен ее
стороне, т. е 0,1 ы:
273
.
Pt = 1,293273 +600 = 0,4 кг/м3,
1,57 |
1,57 |
= 2,79 (на 1 |
|
~'= - 4 -- = -- |
м высоты насадки): |
||
уo,l |
0,5623 |
|
|
|
6=4.2,79= 11,16; |
||
|
LlP м = 11 |
22 |
|
|
,16 -2- 0,4 = |
8,93 Па. |
|
18. Рассчитать потерю давления при движении дымо
вых газов из стекловаренной печи прямого нагрева через
Рис. IV.2. Схема к расчету потерь давления при движении газов стекловаренной печи через рекуператор (к задаче 18)
радиаЦИОННblЙ щелевой рекуператор до ДblМОВОЙ трубbl.
Схема движения дымовых газов и распределение темпе
ратур по участкам представлеНbI на рис. IV.2.
|
ИСХОДНblе данные |
1) |
Сечение ВblВОДНОЙ щели 1,5XO,3 м2• |
2) |
Сечение горизонтального канала 0,3 Х 0,3 м2 . |
3) |
Диаметр дымового канала рекуператора 0,7 м. |
4)Сечение дымового борова 0,7ХО,7 м2•
5)Длина дымового борова 25 м.
6)Объем дымовых газов при выходе из печи (приве деННblЙ к данной температуре) 0,6 м3/с. Объем дымовых
51
tазов в верхнем дьJмовом канале увеличивается на 10%
за счет подсосов воздуха, в дымовом борове - на 15%.
7) Плотность дымовых газов при нормальных услови
ях принята РО= 1,3 кг/м3•
Потери давления рассчитываем по отдельным участ
кам, затем суммируем, находя таким образом общую
потерю давления.
Расчет
Поворот'в выводную щель Vд=0,6 м3/с при t= 1450 ос
Скорость на участке
(j) = vд |
= ~ = |
1 33 |
м/с |
F |
0,45 |
' |
. |
Плотность газов |
|
|
|
273 |
273 |
|
|
Pt = Ро 273+ t |
= 1'3273+1450 = 0,206 кг/м:!. |
||
ПО таблицам приложения 5 находим значение КОЭффициента ~. Сопротивление - резкий поворот в прямоугольном канале на 900
Po=I,2
|
|
ю2 |
1 332 |
|
|
|
|
ДР1=1"-Рt= 12 - ' - 0206=022 Па |
. |
||||||
|
'" |
2 |
'2' |
, |
|
||
2 Поворот |
в |
горизонтальный дымоход |
Vд =0,6 м3/с при t= |
||||
= 1400 ос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
(j) |
= 0,09 = 6,65 м/с, |
|
|
|
|
|
Pt = 1, 3 |
273 |
О |
3 |
|
|
|
|
273 + 1400 = |
,212 |
КГ/М. |
|
|
||
Канал меняет |
свое сечение, следовательно, ~ |
зависит |
от отношения |
||||
Ю2 |
6,65 |
|
|
|
|
|
|
скорости Ю1 = |
1,33 =5, при этом принимаем ~= 1 |
|
|
||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
ДР2 = |
6,652 |
|
|
|
|
|
|
1 - 2 - 0,212 = 4,66 Па. |
|
|
||||
3. Поворот в стояк с рекуператором |
Vд =О,6.1,1 =0,66 м3 (с уче |
||||||
том 10% подсосав воздуха) при [= 1300 ос |
|
|
|
||||
273
Pt = 1 3 -- = О 226 кг/м3 • '1573 '
52
Канал меняет сВое сечение t1ринимаем площадь сечеНИя сtояка раВ·
ной площади сечении рекуператора, имеющего диаметр 0,7 м
|
|
|
лd2 |
|
3,14.0,72 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Рр"к = -4- = |
4 |
|
= 0,4 м2, |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
0,66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ю = -- = 1 65 м/с. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
' |
|
|
|
|
|
|
При этом отношение |
скоростей |
составит |
|
Ю2 |
|
|
1,65 |
|
||||||
|
-- = -- = 0,25. |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
юl |
|
|
6,65 |
|
Тогда ~=2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,652 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
6. Рз = 2,5 -- 0,226 = 0,77 Па |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 Вход |
в |
рекуператор |
|
Vд =0,66 м3/с |
при |
t=1300°C; |
(0= |
|||||||
"",1,65 м/с, pt=0,226 кг/м3, |
|
- (02 |
= 1; |
~= 1,5; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
(01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 652 |
|
|
0,46 Па. |
|
||||
|
|
6.Р. = 1,5 - '2 - 0,226 = |
|
|||||||||||
5 Выход |
из рекуператора и |
поворот |
в |
дымовой боров |
Vд = |
|||||||||
|
|
0,66 |
|
|
3 м/с' |
(02 |
|
|
1,3 |
|
|
|||
=0,66 м3/с', ю= -- = 1 |
' |
- |
|
= -- = о 8 1" = 1,76. |
||||||||||
|
|
0,5 |
|
|
, |
(01 |
|
1,65 |
" ... |
|
||||
При t=600° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р/ = 1,3 |
|
273 |
= 0,406 кг/м |
3. |
|
|
||||||
|
|
|
873 |
, |
|
|
||||||||
отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 32 |
|
|
|
0,61 |
Па. |
|
|
|
|
|
6.Р5 = 1,76-'2- 0,406 = |
|
|
|
|||||||||
6 Сопротивление трению в борове |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(02 |
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
6.Р |
тр |
=1..- Р/- |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
d' |
|
|
|
|
|||
Для кирпичного канала принимаем коэффициент трения л=0,05 |
||||||||||||||
Средняя температура в канале |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
600+ 300 |
|
|
С и |
Р/ = |
|
|
273 |
=0,49 кг/мд • |
|
|||||
tcp = |
|
2 |
=450° |
1.3 |
|
723 |
|
|||||||
Приведенный диаметр канала |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
dnp |
4Р |
|
4·05 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
= -- |
|
= -- ' -=0,71 м. |
|
|
||||||||
|
|
|
П |
|
|
|
2,8 |
|
|
|
|
|
|
|
53
При |
Vд=О,66 1,1=0,73 M3jc |
(с учетом |
10% подсосов |
воздуха) |
|||||
|
|
|
|
0,73 |
|
|
|
|
|
|
(о |
= -- = 1,45 м/с |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,452 |
25 |
|
|
||
|
ДРтр = 0,05 - 2 - 0.49""""0,71 = 0,91 |
Па. |
|||||||
7 |
Шибер в дымовом борове |
|
|
|
|
||||
Vд =0,66·1,15=0,76 м2/с (с |
учетом |
15% подсосов |
воздуха), |
||||||
|
|
|
|
0,76 |
1,52 |
|
|
|
|
|
(о = -- = |
м/с. |
|
|
|||||
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
При t=400 ос |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nt = |
1 |
|
273 |
О 527 кг/м3 |
|
|
||
|
3 -- = |
|
|
||||||
|
" |
|
|
, |
673' |
. |
|
|
|
При угле поворота |
шибера, равном |
300, ~=3,91 |
Тогда |
||||||
|
|
|
|
1,522 |
|
= 2,37 Па |
|
|
|
|
дР? = |
3,91 - 2 - 0,527 |
|
|
|||||
Общие потери давления составят
~дp = 0,22 +4,66 +0,77 +0,46 +0,61 + 0,91 +2,37 = 10 Па.
19. Определить потерю давления при прохождении
продуктов горения через кирпичную садку туннельной
обжиговой печи длиной 60 м с живым сечением, состав
ляющим 50% общего сечения печи, равного ЗХI,2 м2
Секундный объем продуктов горения Vo=2,6 м3. Сред
няя температура в зоне 8000 С Плотность дымовых га
зов ро= 1,28 кг/м3 •
Решение
Найдем значение ~ Для садки коэффициент местного сопротивления может быть принят 0,41c [35], где lc - длина садки,
~c = 0,4·60 = 24.
Средняя скорость газов в садке при t=800 ос, '>I/с
Vt
(0=-;- .
54
Объем газов
Vt = 2,6 ( |
|
800 \ |
|
|
1+ -- ) = 10,2 |
м3 /с |
|||
|
|
273 |
|
|
Живое сечение садки |
|
|
|
|
Р=3.1,2.0,5=1,8 м2 , |
|
|||
|
10,2 |
|
|
|
О) = -- = 5,66 |
м/с. |
|||
|
1,8 |
|
|
|
Плотность газов при t=800 ос |
|
|
|
|
Pt = 1,28 |
|
273 |
|
|
|
= 0,33 кг/м3 • |
|||
|
273 + 800 |
|
|
|
Потери давления |
|
|
|
|
|
5 |
662 |
120 |
Па. |
др = 24 - '2 - 0,33 = |
||||
20. Определить потерю давления при внезапном рас
ширении канала от диаметра 0,3 до 0,6 м при движении
по нему воздуха при t=50° С. Расход воздуха |
0,5 м3/с. |
Реш е н и е Коэффициент местного сопротивления |
«внезапное |
|
Р1 |
расширение канала» зависит от отношения площади сечения Р!
Так как сечение круглое, то отношение площадей кругов пропорцио
нально отношению квадратов диаметров
F1 |
d; |
0,09 |
|
|
|
|
при этом 1"= |
0,64 +0,5 |
||
- |
= - = -- =025 |
|
=0,57 |
|||||||
F2 |
d22 |
О' 36 |
|
|
|
" |
'" |
|
|
2 |
(по приложению 5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Находим О)ср |
|
|
|
|
v |
0,5·4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
||
|
|
О)ср = |
- Р, = |
3,14.0,09 = |
м/с; |
|||||
|
|
|
= |
1 |
|
|
273 |
|
|
|
|
|
Pt |
, |
293-- = 1 09 |
кг/мВ |
• |
||||
|
|
|
|
|
323' |
|
|
|||
тогда |
|
|
|
|
|
|
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДРм = |
0,57 -2- 1,09 = 15,3 Па. |
|||||||
21. Определить потерю давления на трение в метал лической нефутерованной дымовой трубе высотой 30 м,
диаметром 0,6 м, оттягивающей в 1 ч 2800 м3 дымовых газов с температурой 1800 С, плотностью ро= 1,3 кг/м3• Принять коэффициент трения О,ОЗ.
Ответ: .1Ртр=4,4 Па.
55
22. Определить потерю давления на трение в метал
лическом воздухопроводе, общая длина которого 25 м,
причем на участке длиной 15 м воздухопровод имеет диа метр 0,3 м, на остальной части после плавного суже
ния - 0,2 м, Скорость воздуха 15 м/с, температура 200 С.
Примечание, Скорость на втором участке определяем на основа нии закона неразрывности струи. Коэффициент трения принимаем по
всей длине 0,02. Местным сопротивлением «плавное сужение» мо
жно пренебречь.
Ответ: АРт=368 Па.
23.Определить потерю давления при входе воздуха
взаборное отверстие вентилятора диаметром 0,6 м. Рас ход воздуха 10 м3/с, температура 300 С.
Ответ: АРт=368 Па.
24. Определить потерю давления при прохождении
продуктов горения объемом Vo=3,6 м3/с через канал с
частично открытым шибером.
Температура газов 2500 С, плотность их при нормаль
ных условиях ро= 1,3 кг/м3• Степень открытия шибера
принять 60%.
Ответ: АРм=7,7 Па.
25, Определить потерю давления при движении воз
духа через переводной клапан регенеративной печи при
объеме воздуха 4,2 M3jc и площади сечения струи возду
ха'l,8 м2, Температура воздуха 600 С.
Ответ: АРм= 11,4 Па.
26. Определить потерю давления при плавном пово
роте воздухопровода дцаметром 100 мм на угол 900 с ра
диусом закругления 50 мм. Скорость воздуха 4 м/с, тем
пература воздуха 200 С.
Ответ: дрм= 11,5 Па.
§3. РАСЧЕТЫ ВЫТЯЖНЫХ устройств
27.Определить отрицательное давление у основания
дымовой трубы высотой 50 м при среДflf'Й температуре
газов в ней 3000 С и температуре окружающего воздуха
_50 С, если плотность дымовых газов составляет р=
= 1,26 KrjM 3•
Реш е н и е. Геометрическое давление у основания трубы
273 |
273 ) |
P=H(PB-Pr)9,8=50 ( 1,293 273-5 |
-1,26273+300 9,8:; |
:;: 348 Па.
66
28. Определить среднюю температуру в кирпичной
дымовой трубе высотой 40 м, если внизу она составляет
4000 С.
Реш е н и е Для кирпичных дымовых труб понижение темпе ратуры составляет 1,5_20 на 1 м высоты трубы Принимаем пони жение температуры 1,50 на 1 м Тогда общее понижение темпера
туры составит
м = 40.1,5 = 600.
вверху трубы температура будет
t.= 40060 = 3400 С.
Отсюда средняя температура
tcp = |
400 +340 |
= 3700 С. |
2 |
29. Определить среднюю температуру и диаметр ме
таллической дымовой трубы высотой 30 м при темпера
туре дыыовых газов внизу трубы 3800 С и секундном
объеме их V =2 м3. ПРИНflТЬ скорость вылета газов
0=4 м/с.
Реш е н и е |
В |
металлических ilblMOBblX |
трубах понижение тем |
|||||||||||
пературы составляет 3_50 на 1 м |
высоты |
Принимаем |
понижение |
|||||||||||
температуры 40 |
на |
1 м высоты. Общее понижение М=30·4= 1200 С, |
||||||||||||
т. е. температура вверху трубы составит |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
t. = 380-120 = 2600 С. |
|
|
|||||||
Средняя температура |
|
380 +260 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
tcp = |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
= |
320°С. |
|
|
||||
Площадь сечения трубы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
F = -V |
= - 2 |
= 0,5 |
м2;. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
(о |
4 |
|
|
v:,~': = |
|
|
|
но |
F |
= |
1td'A. |
Тогда |
d = |
V |
~ |
= |
0,8 |
м. |
||||
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||||
30. Определить верхний и нижний диаметры кирпич
ной дымовой трубы, через которую удаляется 2,2 м3 ды мовых газов за 1 с. Скорость вылета газов принята 3 м/с.
Р t Ш е н и е Площадь сечения вылета газов
Ра = - |
V |
2,2 |
= о 73 м2 |
|
|||
(о |
= - |
3 |
|
||||
|
|
|
|
, . |
|
||
ntP |
V--4Р |
~'(4'0'73 |
м, |
||||
так как F = -- , то dB = |
= |
-- =0,97 |
|||||
4 |
|
|
1t |
|
|
3,14 |
|
Нижний диаметр из условий строительной прочности должен в 1,5
раза превосходить верхний'
dH = 1,5d. = 1,5·0,97 = 1,45 м.
57
31. Рассчитать высоту и диаметр дымовой трубы для
удаления из печной установки 5,6 м3/с продуктов горения
при температуре 3000 С, если необходимое отрицательное давление должно составить 60 мм вод. ст. (600 Па),
Принять плотность воздуха при нормальных условиях
ро= 1,3 кг/м3, температуру его (для летнего периода)
(в=300 С,
Реш е н и е Из формулы статического давления
P=H(pb-рг)9,8;
Р
Н= (Рв- р,.)9,8 ,
где Р - необходимое отрицательное давление |
. , |
Принимаем летнюю температуру 30 ос и |
рассчитываем плот |
ность дымовых газов и воздуха' |
|
30. 273
РВ =1,29273+30 =1,16 кг/м3 ;
|
300. |
|
|
|
|
273 |
|
3 |
Рг |
= 1 '3273 + 300 = 0,62 кг/м, |
|||||||
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н = |
|
|
|
60_,_9.;...,8__ = |
110 м. |
|||
|
|
(1,16- 0,62) 9,8 |
|
|||||
Площадь вылета газов |
рассчитываем при их скорости 4 м/с |
|||||||
|
|
р |
|
|
v!' |
5,6 |
= 1,4м2 , |
|
|
|
в =- |
= - |
|||||
|
|
|
|
|
(t) |
4 |
|
|
Отсюда диаметр вылета |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
- |
|
|
г- |
|
|
|
V |
|
|
I |
4,1,4 |
|
||
dB = |
|
|
4Р |
|
= 1,34 м. |
|||
|
|
- |
n |
= 1/ |
-- |
|||
|
|
|
|
|
... |
3,14 |
|
|
Нижний диаметр
dи =I,5dз =1,34.1,5=2 м.
32. Подобрать вентилятор для подачи 5400 м3/ч воз
духа с давлением 1100 Па и температурой 200 С.
Реш с 11 И е ДJlЯ данного давлеl!FlЯ «()т 1000 |
до 3000 Па) сле |
||
дует подобрать веНТИJlЯТОР среднего давления |
По |
ряду |
номограмм |
выбираем N~ вентилятора, соответствующий |
большему |
кпд. Но |
|
мограммы составлены для воздуха с температурой 20 ос, поэтому
пересчет давления и подачи делать не надо. Высокий кпд. (0,63)
дает вентилятор Ц9-55 N2 4 На номограмме рис. IV.3, а определяем параметры точки С· n= 1500 об/мин; окружная скорость J:олеса-
32 м/с; средняя скорость на выхлопе 18 м/с; динамическое давление на выхлопе 200 Па
58
t-~~'i:::I;.н-оFl+!700/l- 1'1,71+11111+++IЖj++++I-+-JЦ
200, |
t5 |
2 |
|
.J |
|
4 |
.5 6 |
7 89 |
/0 R1IJiCM.1J'I |
|
|
|
05ъенны u раскоВ |
|
|
||||
'1111111",,1, 1,',. I |
! |
I |
! 1, '! I ,1, |
, I ! 1" |
,,10,,1,,' |
||||
~B |
56? 8 9 10 |
12 |
'~ /6 1820 |
30 |
40 50 н/с |
||||
. |
СреiJНЯfJ CКlJPOCтb но 8ыхлопе |
|
|
||||||
• |
|
I |
I I t |
J |
1, |
1, |
,,! I |
, |
,1 I |
lО |
го |
3IJ |
50 |
8010IJ |
200 |
400 |
80О ЛО |
||
|
ДIIHaHU"~CH6e |
lJa6AeHue но 8ыхлопе |
|
||||||
Рис IV 3 Номограмма для подбора центробежных вентиляторов
а - серии Ц955, No 4 (К задаче 32),
Мощность на валу электродвигателя составит
Vtht
N= 3600·1000. '110 ТJп ;
где 'f]u. и 'f]п - К П Д вентилятора и передачи (по справочным дан
ным)
5400·1100
N = 3600.1000.0,63.0,98 = 2,67 кВт.
Приняв коэффициент запаса мощности на валу 5% (что необхо-
1i.имо делать для всех двигателей мощностью свыше 2 кВт), полу
чаем установочную мощность
NYCT = NK = 2,67·) ,05 = 2,9 кВт.
59