2.2 Система отвода газов от от акоСа и аспирации

2.2.1 Расчет рабочих параметров газа после ковша

После ковша и до дымососа находится первый участок газового тракта установки.

Практически в состав отводимого газа от агрегата ковш-печь входит только воздух. Кинематический коэффициент вязкости принимаем 17,5 ·10^-6Па·с при н.у.

Плотность газа при нормальных условиях принимаем равной плотности воздуха 1,29кг/м³

Определим плотность газа при рабочих условиях[1; стр 8]:

(11)

где Р_бар – барометрическое давление, Па. Принимаем 101325Па;

Р₁ – избыточное давление газа при выходе из ковша, Па. Принимаем 100Па;

Т₁ – температура газов при выходе газа из ковша, ^оС.

Определим объем газов при рабочих условиях [1; стр 8]:

(12)

где V_р – объем газа при нормальных условиях.

2.2.2 Компоновка установки

Компоновка установки осуществляется на чертеже, располагая аппараты и устройства в соответствии с их назначением, размерами и ситуационным планом цеха. Аппараты последовательно, учитывая существующие нормативы, соединяя газоходами согласно выбранной схеме.

Для нахождения сечения газоходов и расчета их гидравлического сопротивления необходимо сначала определить расход и плотность газа при рабочих условиях на каждом участке.

После дымососа принимаем избыточное давление равным Р_изб = 0Па. Плотность газа и его расход рассчитываем по формулам [1; стр18]:

(13)

(14)

Определяем реальное значение скорости газа на данном участке по формуле [1; стр18]:

ω_г = V_р/0,785 · D_г² (15)

Первый участок: ω_г = 17,4/0,785 · 1,34² = 12,3м/с

Второй участок: ω_г = 17,6/0,785 · 1,34² = 12,5м/с

Рисунок – Компоновка установки системы отвода газов от установки внепечной обработки

Таблица – Длины газоходов на каждом участке

	Участок	Длина, м	Диаметр, м
I	1-2	3	1,34
	2-3	1,9
	3-4	1,5
	4-6	11
	6-7	1,5
	7-9	7,5
	11-12	2,7
	12-13	3
	13-15	2,5
II	15-16	1,8
	16-17	3
	17-18	4,2
	18-19	3
	19-20	10,2
	20-21	5,4
	21-22	16,8
	22-23	12

2.2.3 Расчет гидравлического сопротивления газового тракта

Гидравлическое сопротивление всего газового тракта определяем по формуле [1; стр19]:

Р_р = Р_т + Р_обор + Р_сопр + Р_д (16)

где Р_т – разряжение на выходе из технологического агрегата;

Р_обор – гидравлическое сопротивление установленного оборудования;

Р_сопр – потери давления в газоходах на трение и местные сопротивления с учетом геометрического напора;

Р_д – сопротивление дымовой трубы минус величина самотяги.

Потери на местных сопротивлениях и на трение подсчитываем по формулам [1; стр19]:

Р_м = ζ_м · ω_г² · ρ_г/2 (17)

(18)

где ζ_м – коэффициент местного сопротивления;

λ – коэффициент трения, для металлических газоходов равен 0,02;

L – длина рассматриваемого участка газохода, м;

ω_г – скорость газа на рассматриваемом участке, м/с;

ρ_г – плотность газа на рассматриваемом участке, кг/м³;

D_г – диаметр газохода, м.

Величину геометрического напора нагретых газов определяем по формуле [1; стр20]:

Р_с =Н · g · (ρ_в – ρ_г) (19)

где Н – расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений, м.

I: Участок 1-2

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Р_м^1-2 = 0,06 · 12,3² · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 3м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0м.

Р_с ^1-2= 0 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 0Па.

Участок 2-3

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,09 (поворот на 30^о);

Р_м^2-3 = 0,09 · 12,3² · 0,86/2 = 7 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,9м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,1м.

Р_с ^2-3= 1,1 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 5Па.

Участок 3-4

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,29 (поворот на 90^о);

Р_м^3-4 = 0,29 · 12,3² · 0,86/2 = 20 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,9м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 1,7м.

Р_с ^3-4= 0,4 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 1,7Па.

Участок 4-6

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Р_м^4-6 = 0,06 · 12,3² · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 11м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 9,5м.

Р_с ^4-6= 9,5 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 40Па.

Участок 6-7

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,145 (поворот на 60^о);

Р_м^6-7 = 0,145 · 12,3² · 0,86/2 = 10 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 1,5м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 9,5м.

Р_с ^6-7= 9,5 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 40Па.

Участок 7-9

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Р_м^7-9 = 0,06 · 12,3² · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 7,5м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 6м.

Р_с ^7-9= 6 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 25Па.

Участок 11-12

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Р_м^11-12 = 0,06 · 12,3² · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 2,7м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 4,8м.

Р_с ^11-12= 4,8 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 20Па.

Участок 12-13

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,29 (поворот на 90^о);

Р_м^12-13 = 0,29 · 12,3² · 0,86/2 = 20 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 3м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0,3м.

Р_с ^12-13= 0,3 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 1,3Па.

Участок 13-15

Потери на местных сопротивлениях:

Коэффициент местного сопротивления равен 0,06 (прямой участок);

Р_м^13-15 = 0,06 · 12,3² · 0,86/2 = 4 Па;

Потери на трение:

Длина рассматриваемого участка газохода составляет 2,5м.

Геометрический напор:

Расстояние по вертикали между центрами рассматриваемых сечений составляет 0,5м.

Р_с ^13-15= 0,5 · 9,81 · (1,29 – 0,86) = 2Па.