9. Гидравлический расчет дымового тракта

Исходные данные:

Расход газа В=9281 м³/ч,

Плотность дымовых газов - 1,25 кг/м³,

Температура в конце печи t_ух.г=1200 ⁰С,

Сечение рабочего пространства 7,888х1,76м.

Количество дымовых газов V_д.=29847,7 м³/ч

1. Потери давления в вертикальных каналах складываются из потерь на трение местных сопротивлений (поворот на 90⁰) и преодоления геометрического давления:

(9.1)

Скорость движения дымовых газов в конце печи ω₀=2,3м/с.

Скорость движения дымовых газов в вертикальных каналах .

Тогда площадь сечения каждого канала:

. (9.2)

Размеры вертикальных каналов: длина а=2,0м, ширина b=0,8, высота h=3м. Приведенный диаметр:

. (9.3)

Потери давления на трение:

. (9.4)

Потери на преодоление геометрического давления:

. (9.5)

Суммарные потери давления в вертикальных каналах:

.

Определяем потери давления при движении дымовых газов от вертикальных каналов до рекуператора, которые складываются из потерь при повороте на 90⁰, с изменением сечения из вертикальных каналов в боров, потерь на трение и поворот на 90⁰ в борове без изменения сечения, т.е. .

Сорость движения дыма в борове принимаем .

Сечение борова:

(9.6)

Ширину борова сохраняем равной длине вертикальных каналов в=2. В этом случае высота борова h_б=2,4/2=1,2м. Приведеный диаметр борова .

Приниаем падение температуры дыма равным 2К на 1м длины борова. При длине борова от вертикальных каналов до рекуператора 11м падение температуры равно 22К. Температура дыма перед рекуператором: T’_р=1093-22=1071К(798 ⁰С).

Средняя температура дыма в борове:

(9.7)

Потери давления на трение:

.

Потери давления на входе в боров:

.

Потери давления при повороте борова на 90⁰:

.

Суммарные потери давления на участке от вертикальных каналов до рекуператора:

Потери давления в рекуператоре складываются из потерь при внезапном расширении на входе, потерь при внезапном сужении на выходе из рекуператора, потерь давления на трение и на преодоление геометрического давления.

Потери на входе в рекуператор (ξ=2,0):

, (9.8)

Потери давления на трение:

,

Потери давления на преодоление геометрического давления:

Потери давления на выходе из системы каналов рассчитываем, принимая коэффициент сопротивления ξ=1.

Полные потери давления на пути движения дыма в рекуператоре составляют:

.

Определяем потери давления от рекуператора до дымовой трубы, зная V_д.=29847,7 м³/ч; размеры борова 3,0х2,0м. длина борова от рекуператора до дымовой трубы L_бор.=75м.

Принимаем, что падение температуры дыма на этом участке 2К на 1м длины борова, тогда температура дыма перед трубой Т_тр=941-150=791К(518 ⁰С).

Потери на трение на участке от рекуператора до дымовой трубы:

Полные потери давления от печи до дымовой трубы:

Расчет дымовой трубы

Исходные данные:

V_д.г.=29847,7м³/ч, ω_д.г.=2,4м/с, ∆р_тракт=303,6Па, Т_г1=791К, Т_в=293К.

Площадь сечения устья трубы:

F_у.тр.=V_д.г./ω_д.г.=29847,7/3600·2,4=3,45м², (9.9)

Диаметр устья трубы:

. (9.10)

Диаметр основания трубы находим из соотношения:

d₁=1,5·d₂=1,5·2,1=3,15м. (9.11)

Скорость движения газов у основания трубы:

. (9.12)

Действительное разряжение трубы может быть на 20-40% больше потерь давления при движении дымовых газов, т.е. ∆р_дейст=1,5Σ∆р_пот.

∆р_дейст=1,5·303,6=455,4 Па. (9.13)

Для определения температуры газа в устье трубы ориентировочно принимаем высоту трубы Н’=80м. падение температуры при кирпичной стене принимаем равным 1,5К на 1м высоты трубы:

∆Т=1,5·80=120К.

Тогда температура газов в устье трубы равна:

Т_г2=791-120=671К.

Средняя температура газа:

_. (9.14)

Средний диаметр трубы:

. (9.15)

Тогда . (9.16)

Средняя скорость движения дымовых газов в трубе:

. (9.17)

Коэффициент трения λ для кирпичных труб принимаем 0,05.

Расчетная высота трубы:

(9.18)

Окончательно принимаем высоту дымовой трубы 66м.