Контрольні запитання:

1. Методика розрахунку витрат повітря для горіння газоподібного палива.

2. Методика розрахунку кількості і складу продуктів горіння.

3. Що називається коефіцієнтом витрати повітря?

4. Теоретична і калориметрична температура горіння.

Розрахункова робота № 3

Тема: Розрахунок опору димового тракту печі та висоти димаря.

Мета: Навчитися виконувати гідравлічні розрахунки печі.

Теоретична частина

Тиск - сила, що діє на одиницю площі.

Розрізняють тиск абсолютний і надмірний. Надмірний тиск є різницею між тиском в якій-небудь місткості печі і в навколишній атмосфері. Якщо тиск місткості менше атмосферного (негативний надмірний тиск), то його називають розрідженням.

У металургійній теплотехніці користуються надмірним (над атмосферним) тиском.

Розрізняють три основні види: геометричний, статичний, динамічний тиск.

Геометричний тиск обумовлений прагненням гарячих газів піднятися вгору. Якщо в результаті різниці щільності навколишнього повітря і газу останній переміститься на висоту Н, то геометричний тиск

де g - прискорення сили тяжіння, м/с²;

і - щільність відповідно повітря і газу, кг/м³;

Н - відстань (висота), на яку перемістився газ, м.

Статичний тиск (h_ст) - є різниця тиску ув'язненого в судині газу і навколишнього середовища. Він може бути як позитивним, так і негативним. Його величина визначається безпосередньо з досліду за допомогою U-подібного манометра (п'єзометра). Манометр треба встановлювати так, щоб один кінець його сполучався з атмосферою, а вихідний отвір іншого кінця був розташований перпендикулярно напряму потоку газу.

Динамічний тиск спостерігається під час руху газу. Він дорівнюється

Динамічний тиск також може бути визначений безпосередньо з досвіду. Для цього один кінець манометра під’єднують перпендикулярно, а інший - назустріч напряму потоку. Сума статичного і динамічного тиску складає повний тиск h = hст+ hдин, яке і сприймається трубкою, поміщеною назустріч потоку.

При русі реального газу частина його енергії витрачається на подолання різних опорів.

Розрізняють втрати на тертя і втрати на подолання місцевих опорів. Втрати на місцеві опори виникають при різкій зміні величини і напряму швидкості, при різкій зміні перетину каналу, при повороті каналу або ускладненні його перетину (трубчастий пучок). Величину втрат натиску виражають в долях динамічного тиску.

Втрати на тертя h_тр можна визначити за формулою (Па)

де - коефіцієнт тертя;

l - довжина каналу, м;

d_г - гідравлічний діаметр каналу, м (для некруглого перетину каналу dг=4F/П,

F - площа перетину каналу, м2;

П - периметр каналу, м);

і w₀ - щільність і швидкість рідини (газу) за нормальних умов, тобто при атмосферному тиску і температурі Т₀, рівної 273 K;

Т - дійсна температура рідини або газу, К.

При наближених практичних розрахунках коефіцієнт тертя можна приймати постійним і рівним для цегляних каналів 0,05, для металевих 0,04.

Втрати на подолання місцевих опорів визначаються за формулою (Па)

де - коефіцієнт місцевих опорів. Його величина залежить від форми місцевого опору і, як правило, визначається дослідним шляхом.

Найважливішим розрахунком, який виконується для переважної більшості печей, є визначення сумарних втрат тиску на шляху руху димових газів від печі до димаря.