ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Движение газов в регенеративных печах из "Промышленные печи Том 1" В первую очередь целесообразно рассмотреть движение разделенных потоков газа, которые либо поглощают, либо отдают тепло. Правило состоит в том, что для достижения равномерного распределения потока и равномерного изменения температуры в разных потоках нагревающийся газ должен подниматься, а охлаждаемый газ — опускаться. Для проверки этого правила рассмотрим рис. 311. [c.416] Однако следует иметь в виду, что восходящий поток газов, поглощающих тепло, и нисходящий поток газов, выделяющих тепло, вовсе необязательно обеспечивают равномерное распределение потока по разным каналам. Сила инерции движущегося газа в значительной степени влияет на распределение потока. Если канал 3 (см. рис. 311) небольшого размера, инерция поступающего газа будет относить его в левую часть нагревателя, в результате чего по каналам на левой стороне пройдет большая часть поднимающегося газа. Регенератор будет холодным с левой стороны и горячим с правой. На регенераторах, снабженных гляделками, это неравномерное распределение температуры можно наблюдать весьма отчетливо. Распределение газов делают более равномерным разными способами. Подводящий канал может быть расширен в виде так называемого диффузора (см. рис. 312, где показан вид сверху). Угол раскрытия не должен превышать 20°. Могут быть предусмотрены экраны, как показано пунктирными линиями на рис. 311. Они хорошо служат для выравнивания поднимающихся потоков, но несколько ухудшают равномерность распределения опускающихся потоков. Лучшим решением вопроса является очень низкая скорость на входе в сочетании с большими камерами выше и ниже насадки. [c.417] Иногда устанавливают регенераторы с горизонтальными каналами, но в конце концов их обязательно заменяют насадками с вертикальными каналами, поскольку существует постоянная опасность того, что разница в плотности горячих и холодных газов заставит горячие газы перемещаться в верхней, а холодные в нижней части насадки. При таком распределении теплообмен становится неэффективным. Поэтому для главных насадок применять горизонтальные каналы не следует. Их можно применять для вспомогательных насадок в горизонтальных дымовых каналах, которые иначе представляли бы небольшую ценность как поверхности регенеративного теплообмена. [c.418] В зависимости от способа введения воздуха в печь. Если подъемная сила воздуха в регенераторе и в вертикальном канале является единственной движущей силой, то в них развивается весьма слабое давление, и необходимые размеры каналов определяются условиями в месте подвода воздуха. Если для подачи воздуха в печь применяют нагнетательный вентилятор, то давление вентилятора плюс подъемная сила, действующая на стороне подвода воздуха, могут быстро превзойти тягу дымовой трубы минус подъемная сила, действую щая на стороне выхода воздуха, а это означает, что размеры каналов должны определяться стороной выхода воздуха. [c.419] МОЖНО рассчитать потерю тяги. Если она превышает существующий напор, должны быть либо увеличены каналы, либо ликвидированы повороты, либо сделано и то, и другое. Из рис. 298 видно, что скорость воздуха в перекидном клапане не должна превышать 4,5 м1сек, за исключением больших печей с глубокой насадкой. [c.422] Иногда задают вопрос, почему возможно движение воздуха из области низкого давления (низ насадки) в область высокого давления (вертикальный канал и окна) Ответ на этот вопрос дает рис. 317, который показывает что хотя эти давления ниже или выше относительно атмосферного давления на соответствующих уровнях, абсолютное давление непрерывно падает в направлении движения, т. е. через точки 2—5—4—5 и т. д. [c.422] Вторым фактом, на который следует указать, является разность температур газов в нисходящем вертикальном канале и регенераторе, с ОДНОЙ стороны, и в дымовой трубе, с другой. Газы в нисходящем канале и регенераторе очень легкие вследствие своей высокой температуры, и вместе с холодным воздухом во внешнем колене воображаемой и-образной трубы они уравновешивают тягу, создаваемую дымовой трубой, до определенного уровня, показанного линией 1—2 на рис. 313. Только та часть дымовой трубы, которая находится над этой линией, эффективна, и совершенно очевидно, что если регенеративные печи должны хорошо работать, их необходимо строить обязательно с высокими дымовыми трубами или искусственной тягой дымовых газов. Тяга, создаваемая дымовой трубой, выше уровня 1—2, должна обеспечивать необходимую скорость газов, выходящих из рабочего пространства печи и поступающих в отводы дыма, а также преодоление трения во всей системе отвода дыма, включая каналы, повороты, регенератор, перекидной клапан и дымовую трубу. [c.424] Пример. Удельная производительность нагревательной печи, отапливаемой генераторным газом, при нагреве стали от 16 до 1200° С составляет 390 кг1(м -ч). Требуется рассчитать скорости воздуха и газа, потерю давления и тягу. Необходимо проверить, достаточно ли велики размеры всех каналов при избытке воздуха 10%. Генераторный газ поступает в печь под давлением, достаточным для преодоления всех сопротивлений. Считаем, что размеры дымовой трубы обеспечивают тягу, необходимую для вытяжки отходящих газов из печи. Задачей настоящего примера является проверка размеров каналов для подачи в печь необходимого количества воздуха. Поэтому здесь приведен только расчет насадки и каналов для воздуха. Размеры сечений для генераторного газа и отходящих газов рассчитывают на практике точно по такой же методике. [c.425] На рис. 315 показана ареограмма площадей сечений воздушных каналов, а на рис. 316 — соответствующая диаграмма для газовых каналов. [c.425] Согласно рис. 27, количество тепла, необходимого для нагрева 1 кг стали от 16 до 1200 С, составляет 840 кдж (201 ккал). [c.425] Количество тепла, поглощаемое сталью за 1 ч, составляет 840 X 20 700 = = 17 400 ООО кдяс (4 160 ООО ккал). [c.425] Потери тепла через стенки, излучением через отверстия и т. д., рассчитанные по методикам, приведенным в гл. 5, составляют 4 600 ООО кдж ч (1 100 ООО ккал1ч). [c.425] При температуре дымовых газов на входе в воздушный регенератор, равной 1200° С, и температуре воздуха на входе 16° С температура подогрева при поверхности нагрева 56 составляет, согласно рис. 155, 720° С. Конечная температура генераторного газа принимается равной 870° С (см. гл. 6). [c.425] Энтальпия отходящих газов при температуре выхода из печи 1230° С составит 3770+ 1860 X 0,10 = 3956 кдж (944 ккал) на 1 ж топлива. [c.426] Низшая теплота сгорания генераторного газа составляет 5100 кдж м 1220 ккал м ). [c.426] Количество тепла, остающегося в печи на 1 м топливного газа, составляет 5100 + 2250 — 3950 = 3400 кдж м (810 ккол/ж ). [c.426] Согласно ареограмме для газовых насадок, минимальная площадь поперечного сечения дымового канала между перекидным клапаном и насадкой равна 0,65 м , а температура составляет 590° С. [c.426] Для каждого участка необходимо рассчитать тягу, требующуюся для преодоления трения тягу или падение давления, необходимые для создания требующейся скорости положительную или отрицательную тягу (способствующую или препятствующую движению воздуха), создаваемую подъемной силой, и потерю на поворотах. [c.427] А (среднее поперечное сечение) = 1,02 м . [c.427] Пользуемся величинами, полученными по рис. 300, при степени шероховатости около 0,01. [c.427] Вернуться к основной статье