Рассчитаем потери давления на каждом участке

     10.3.1. Потери давления при движении дымовых газов от выхода печи до рекуператора.

      Среднюю скорость движения газа принимаем равной , согласно рекомендации приведённой (стр.73 [2]).

     Скорость дыма перед каналом определим по формуле:

 

где количество продуктов сгорания, ;

     площадь поперечного сечения рабочего пространства в конце печи.

     Сечение самого канала определяем по формуле:

     Принимаем ширину канала 1 м, тогда .

     Определим потери давления в случае внезапного сужения:

Т.к..  (приложение 5 [4])

     Определим потери давления на трение в 1-ом канале:

Эквивалентный диаметр канала

     Определим потери на местные сопротивления в борове:

a) При повороте на  на 2-ом и 3-ем участке

 (приложение 5 [4])

б) Определим потери на местных сопротивлениях на 5-ом участке представляющим из себя составное колено образованное между двумя параллельными плоскостями и наклонённое относительно них на угол  с отношением  (приложение 5 [4])

Тогда

     Потери на преодоление геометрического давления на 2-ом участке

     Потери давления на преодоление трения в вертикальном канале:

     Потери давления на трения при движении дыма от вертикального канала до рекуператора составят на 3-ем, 4-ом, 5-ом, и 6-ом участках соответственно:

    8.3.2. Потери давления при движении дымовых газов от рекуператора и до места установки шибера.

    Потери давления в рекуператоре складываются из потерь на местные сопротивления при внезапном расширении на входе, потерь при внезапном сужении на выходе и потерь давления при поперечном омывании дымом коридорного пучка труб.

    Размеры камеры для установки рекуператора , диаметр труб температура дыма при входе в рекуператор , на выходе , средняя температура дыма в рекуператоре .Число рядов труб по глубине пучка n=7.

    Определим скорость движения газа в рекуператоре:

    

    Определим потери давления при внезапном расширении:

 (приложение 5 [4])

Тогда

 

    Определим потери давления при внезапном сужении:

 (приложение 5 [4])

    Определим потери при омывании коридорного пучка труб по формуле:

    Действительная скорость движения дыма определим по формуле:

Из (приложения 5 [4]) найдём следующие величины:

    Найдём потери давления на трение при движении дымовых газов от рекуператора, примем сечение канала за рекуператором таким же, как и до входа в него.

    Найдём потери давления на местные сопротивления при закрытии шибером канала на половину.

 (приложение 5 [4])

    Найдём общие потери давления при движении дымовых газов:

    10.4. Расчёт дымовой трубы

    Расчёт дымовой трубы сводиться к нахождению её высоты, которая зависит от площади поперечного сечения, которое зависит от количества выбрасываемых газов и потерь давления при прохождении газов из печи через систему дымовых каналов.

    Действительное разряжение , создаваемое трубой, количест-венно должны быть больше рассчитанных потерь давления на 20-30%

на случай дальнейшего форсирования печи или увеличения сопротивления дымового тракта вследствие заноса дымовых каналов пылью.

    В связи с этим действительное разряжение

 

    В соответствии с этим высоту дымовой трубы (м) определяют по формуле:

      (80)

где коэффициент местного сопротивления на выходе дымовых газов из трубы в атмосферу, в расчёте принимаем  

    приведённая скорость дымовых газов на выходе из трубы в атмосферу,

    приведённые плотности соответственно дымовых газов и воздуха,

температура дымовых газов в устье,

средняя по высоте трубы температура дымовых газов,

внутренний диаметр устья трубы, м.

    Принимаем скорость дыма в устье  (стр.76 [2]), тогда площадь устья, находим по формуле:

                                                   (81)

Тогда

                                   (82)

    Внутрений диаметр основания трубы  определяем из условия устойчивости трубы по формуле:

    Скорость движения дымовых газов в основании трубы

                                      (83)

    Принимаем предварительную высоту трубы (по рис.1. [3]) при разряжении

Тогда

                                     (84)

где среднее падение температуры на 1 м высоты трубы ( для кирпичной трубы 1-1,5 град/м [2])

    Средняя по высоте трубы температура дымовых газов:

    Коэффициент трения для кирпичной трубы принимаем  (стр.70 [2])

    Температуру воздуха на выходе из трубы принимаем для умеренного климата равной  (стр.76 [2])

 

 

Общий вывод

    Исходя из данных полученных в результате расчёта можно выделить следующие особенности печи:

1. Достоинства

a. Компактные размеры печи вследствие трёхрядной компоновки заготовок.

b. Достаточно короткое время нагрева металла, а следовательно и высокая производительность печи, что необходимо для нормального функционирования прокатного и трубопрокатного стана.

c. Использование металлического рекуператора с достаточно небольшой поверхностью теплообмена, экономически выгодно при его замене.

d. Использования горелок “труба в трубе” и равномерное распределение горелок по всей длине рабочего пространства печи позволяет избежать перепада температур по сечению нагреваемого металла, тем самым обеспечивает равномерный прогрев и хорошее качество нагреваемых заготовок.

2.Недостатки

a. Высокая напряжённость пода, связанная с расположением большого числа заготовок на достаточно малой площади пода.

b. На мой взгляд удельный расход топлива превышает оптимальный расход топлива, в связи с чем необходимо в будущем принять меры для его снижения, т.е. подогревать воздух до более высоких температур, снизить потери тепла в окружающую среду, использовать новые технологии для повышения производительности и снижения удельного расхода топлива. 

 

Список литературы

1. Б.К. Сеничкин, Г.Н. Матвеева, Ю.И. Тартаковский, Е.Б. Агапи-тов. Тепловые расчёты нагревательных печей. Ч.1: Учеб. пособие.— Магнитогорск: МГТУ им.Г.И. Носова, 2002.—64 с.

2. Сеничкин Б.К., Матвеева Г.Н. Тепловые расчёты нагревательных печей. Ч.2: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГТу им. Г.И. Носова, 2004.77с.

3. В.Н. Григорьев. Кольцевые печи для нагрева металла М.:Металлу-ргиздат, 1958. 292 с.

4. Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкция печей чёрной металлургии: Учебник для вузов — М.: Металлургия, 1989. 462 с.

5. Мастрюков Б.С. Теория. Конструкция и расчёты металлургических печей М.: Металлургия, 1986. 376 с.

6. Справочник конструктора печей прокатного производства, т. 1,2. Под ред. В.М. Тымчака. Изд-во “Металлургия”, 1969, 982 с.

7. Промышленные печи. Справочное руководство для расчётов и проектирования. 2-е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М.: “Металлургия”, 1975. 368 с.

8. М.П. Мироношнеченко, А.С. Беленко, В.В. Булычев, В.В. Требугов// Сталь. 1986 №2 с.101-102.

9. В.И. Тимошпольский, И.С. Тимошпольский, В.П. Виниченко// Сталь 1989 №2 с.99-104

10. Особенности окалинообразования и усовершенствования процесса нагрева колесной заготовки// Металлургия 2004 №3

11. Исследования процессов окалинообразования колесной стали в кольцевых печах// Металлургия 2004 №3

12. Модернизация печи с вращающимся подом// Металлургия 2003 №1

13. Компьютерное управление непрерывной кольцевой печью// Металлургия 2000 №11