Проектирование рекуператора. Расчёт сопротивлений на пути движения воздуха, суммарные потери. Подбор вентилятора. Расчет потерь напора на пути движения дымовых газов. Проектирование борова. Определение количества дымовых газов. Расчет дымовой трубы.
Аннотация к работе
Движение газов в рабочем пространстве металлургических печей во многом определяет эффективность и показатели тепловой работы печей. Правильная организация движения газов в системе обеспечивает стойкость элементов кладки металлургических печей, и поэтому увеличивает период работы печи. Для организации движения газов по элементам печи, создания в необходимых случаях циркуляции газов потоки воздуха, газов, продуктов сгорания должны располагать значительным запасом энергии. В качестве устройств, обеспечивающих приведение в движение газов в металлургических печах, применяются вентиляторы и дымовые трубы. Вентиляторы являются самыми распространенными устройствами, применяемыми для перемещения газообразных сред при относительно низких давлениях.Заданы следующие параметры рекуператора: Количество труб по ширине n=6 штук; Рассчитаем суммарную площадь поперечного сечения трубок рекуператора: где - количество воздуха, подаваемого к горелкам, - рекомендованная скорость воздуха в трубках рекуператора, Количество трубок рекуператора: где n - количество труб по ширине секции; Площадь поперечного сечения одной трубки: Из этого выражения находим: где - внутренний диаметр трубы рекуператора. По ГОСТ 8732-78 принимаем наружный диаметр трубы рекуператора , при толщине стенки 4,5 мм.Заданы следующие параметры трубопровода: Таблица 1 Параметры трубопроводаСкорость воздуха в трубопроводе задана: Площадь поперечного сечения воздухопровода составит: При этом диаметр трубопровода будет равен: В соответствии с ГОСТ 10704-91, выбираем диаметр трубы: d = 0,3556 м с толщиной стенки 9 мм. Вычислим площадь поперечного сечения трубопровода на участке А-Л: Следовательно, скорость будет равна: Далее рассчитываем площадь трубопровода после разветвления в точке Л: Тогда диаметр будет равен: По ГОСТ 10704-91 ближайший наружный диаметр трубы равен при толщине стенки 4 мм. Тогда внутренний диаметр трубы на участке Л-Т составит: Тогда площадь поперечного сечения в соответствии с выбранным диаметром будет равна: Скорость воздуха на участке Л-Н будет равна: На печи установлено 12 горелок (по 6 с каждой стороны), поэтому на каждую горелку подается расход воздуха: Отсюда скорость воздуха в этом трубопроводе в точке Т будет равна: а средняя скорость воздуха на участке М-Т составит: Рассчитываем площадь трубопровода и скорость воздуха на ответвлении к последней горелке на участке Т-Ф: Тогда диаметр будет равен: Выбираем по ГОСТ 10704-91 наружный диаметр при толщине стенки 2,5 мм.Рассчитываем коэффициент трения для металлических шероховатых трубопроводов через число Рейнольдса: , где dэ - диаметр основного трубопровода, м; n - кинематическая вязкость воздуха. если Re > , то находим l по формуле Никурадзе: l = 0,0032 0,221• . Расчет на каждом участке представлен таблице 3. 2) На коротком участке диффузора Г-Д потерями на трение пренебрегаем в виду их малости.Потери давления на местных сопротивлениях рассчитываем по формуле: Значения коэффициентов местных сопротивлений берем в соответствии с данными для каналов и трубопроводов. Результаты расчета представлены в таблице 4. Расчет потери давления на местных сопротивлениях ?м W, м/с t, С ?(1 ?t) Р,Па 1) Конфузор в точке А: 2) Составное колено 45°?2=90° в точке Б и К; 3) Задвижка открытая на 0,4d в точке В;Рассчитаем геометрическое давление на отдельных вертикальных участках воздушной трассы. Ргеом = g(h1 - h2)?(rв20 - rв350), где rв20 и rв350 - плотность воздуха при температуре 20° С и при температуре 350 °С соответственно, кг/м3;Эта сумма потерь давления и составляет общее сопротивление воздушной трассы, которое должен преодолеть вентилятор, подающий воздух к горелкам печи.Из предшествующих расчетов известно, что расход воздуха, необходимый для горения: V0 = 0,8 м3/с или V0 = 0,8 · 3600 = 2880 м3/ч, а сумма сопротивлений по трассе: На случай форсированной работы печи требуется запас производительности вентилятора на 25%: При этом рабочее давление, создаваемое вентилятором при форсированной работе печи, должно быть: где - коэффициент запаса мощности электродвигателя на пусковой момент; в данном случае принимаемС учетом рассчитанных параметров, по аэродинамическим характеристикам (см. Приложение 1), выбираем радиальный вентилятор ВР12-26-4 со следующими характеристиками: · производительность =3,49 тыс. /час; · лопатки загнутые вперед; Назначение: предназначены для перемещения воздуха и других неагрессивных газов, не содержащих липких и длинноволокнистых веществ. Применяются для подачи воздуха в вагранки, сушильные печи, в вентиляционных системах зерновых элеваторов и глубинных шахт, для транспортировки пыли и легких сыпучих материалов.Заданы следующие параметры: Таблица 5.Во второй главе мы рассчитали параметры рекуператора: ширина рекуператора равна: длина рекуператора равна: Для размещения рекуператора необходимы следующие размеры борова: H = 2,9 м;
L = 2,2 м;
D = 0,928 м.
План
Содержание
Введение
Глава 1. Проектирование рекуператора
Глава 2. Расчет сопротивлений на пути движения воздуха
2.1 Диаметры отдельных участков воздухопровода
2.2 Потери давления на трение
2.3 Потери давления на местных сопротивлениях
2.4 Геометрическое давление
2.5 Суммарные потери
2.6 Подбор вентилятора
2.7 Вывод по главе
Глава 3. Расчет потерь напора на пути движения дымовых газов
3.1 Проектирование борова
3.2 Определение площадей поперечных сечений
3.3 Потери напора в рекуператоре
3.4 Определение количества дымовых газов
3.5 Определение приведенных скоростей дымовых газов
3.6 Потери на трение
3.7 Потери напора на местных сопротивлениях
3.8 Суммарные потери
3.9 Расчет дымовой трубы
3.10 Вывод по главе
Приложения
Библиографический список
Вывод
С учетом рассчитанных параметров, по аэродинамическим характеристикам (см. Приложение 1), выбираем радиальный вентилятор ВР12-26-4 со следующими характеристиками: · производительность =3,49 тыс. /час;
· полное давление P=4800 Па;
· номинальная частота вращения n=3000 об/мин;
· мощность электродвигателя N=11,0 КВТ;
· масса вентилятора m?203,0 кг;
Общие сведения: · высокого давления;
· одностороннего всасывания;
· корпус спиральный поворотный;
· лопатки загнутые вперед;
· количество лопаток - 32;
· направление вращения - правое и левое.
Назначение: предназначены для перемещения воздуха и других неагрессивных газов, не содержащих липких и длинноволокнистых веществ. Содержание пыли и других вредных примесей не должно превышать 150мг/ . Применяются для подачи воздуха в вагранки, сушильные печи, в вентиляционных системах зерновых элеваторов и глубинных шахт, для транспортировки пыли и легких сыпучих материалов.
Варианты изготовления: общего назначения из углеродистой стали.
Условия эксплуатации: температура окружающей среды от -400С до 400С, умеренный климат, 2-я категория размещения.
Общий вид вентилятора типа ВР12-26-4 представлен на рисунке 3.