Теоретична частина

Рух газів в робочому просторі промислових печей природний (вільне) і вимушений. Причиною вільного руху є різниця щільності об'ємів газу, що знаходяться при різній температурі.

Вимушений (примусовий) рух відбувається під дією зовнішніх сил (струмені, вентилятор). Йому властиві високі швидкості, що роблять вплив на процеси теплообміну. При цьому струмені палива і повітря, що виходять з форсунок і пальників, є в сучасних печах основним чинником, що впливає на характер руху газів. Це не означає, звичайно, що природний рух в печах не існує. Він існує, але грає підлеглу роль. У міру розвитку печей змінювалася і роль димаря.

При опалюванні сучасних металургійних печей рідким і газоподібним паливом часто застосовується так званий факельний метод спалювання. Факелом називають промислове полум'я, утворене струменями палива і повітря. Через це аеродинамічною основою теорії факела є теорія струменів.

Розрізняють струмені вільні, обмежені і частково обмежені. До вільних відносяться струмені, які закінчуються в простір, не обмежений стінками. Обмежені струмені розвиваються в просторі, обмеженому стінками.

Назва струменевих апаратів залежить від призначення. Апарати, в яких утворюється високе розрядження перед змішувачем, називають ежекторами. Апарати, в яких тиск інжектуємої середи змінюється несуттєво, називають інжекторами.

Властивість струменів захоплювати навколишнє середовище використовують в струменевих апаратах. Простий струменевий апарат складається із змішувача і сопла. Потік, що виходить з сопла, називається робочим. Робочий газ (або рідина), виходячи з сопла з високою швидкістю, утворює струмінь, якому стінки змішувача не дозволяють захоплювати навколишню атмосферу. Тому струмінь залучає до руху тільки середовище, що знаходиться перед входом в змішувач. Потік, що залучається до змішувача, називається інжектуємим.

Назва струменевих апаратів залежить від призначення. Апарати, в яких утворюється високе розрядження перед змішувачем, називають ежекторами. Апарати, в яких тиск інжектуємого середовища змінюється трихи, називають інжекторами.

У практичних умовах часто зустрічаються випадки, коли необхідне нагнітання або відсмоктування газу за допомогою спеціальних пристроїв. До таких пристроїв відносяться вентилятори і димососи.

Застосування штучної тяги необхідне при великих опорах димового тракту або при недостатній тязі існуючого димаря. При низькій температурі димових газів (не більше 673-723 До) звичайно застосовують відцентрові димососи (що відсисають у вентилятори) прямої дії. При вищих температурах використовують непряму тягу, при якій струмінь газів (повітря, пара) ежектує (відсасує) гази, що відходять.

Порядок виконання роботи:

Вихідні дані для розрахунку ежектора приведені в таблиці 5

Конструктивне оформлення ежекторів представлене на малюнку 2.

Малюнок 2 – Схема ежектора

Витрати маси ежектуємих димових газів:

Прийняти масову кратність ежекції

Прийнятому значенню n = 1,6 при температурі (згідно мал.2, [1]) відповідає  і 

Тоді витрати маси повітря, що нагнітається вентилятором високого тиску:

Дійсний обсяг ежектуємих димових газів:

Дійсний обсяг ежектуємого повітря:

Об'ємна кратність ежекції:

Щільність суміші диму і повітря:

Приймаючи коефіцієнт корисної дії дифузора nдиф. = 0,8, визначити швидкість суміші в змішувачі:

Площа поперечного перерізу змішувача:

Тоді:

Для забезпечення максимального ККД ежектора необхідно мати наступне оптимальне співвідношення його розмірів:

Швидкість ежектуємого повітря в соплі:

Варіанти

до виконання розрахункової роботи № 4

Таблиця 5 – Вихідні дані для розрахунку ежектора

№ варіанта	Температура диму ,К	Кількість диму	Сумарні втрати тиску , Па	Щільність повітря	Щільність диму
1	680	5,16	З розрахункової роботи №3	З розрахункової роботи №3	З розрахункової роботи №3
2	693	5024
3	690	6,03
4	723	6,12
5	727	5,14
6	753	6,03
7	743	5,84
8	737	4,50
9	683	4,75
10	703	5,13
11	729	5,91
12	743	6,12
13	687	5,56
14	723	7,02
15	684	6,13
16	653	6,75
17	747	5,95
18	727	6,73
19	713	6,51
20	727	7,13
21	713	6,15
22	747	6,27
23	693	6,58
24	761	6,73
25	733	7,11
26	727	6,66
27	753	5,70
28	745	5,77
29	714	4,98
30	729	6,11

Контрольні запитання:

1. Струменні апарати, їх призначення.

2. Вільні струмені.

3. Обмежені струмені.

4. Вентилятори та димососи.