Определение объемов воздуха, удаляемого от технологического оборудования. Расход удаляемого воздуха, страница 2

t_печи=80 ^оС  , t_пом=18 ^оС ,  h=80мм , h_н=100мм , b = 40мм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

F=1,35 м², l= h + h_н + b =220мм

Расчет:

Кол-во воздуха, поднимающегося над баком

L_н=2340*Q^1/3*F^2/3*l^1/3 ,  м³/ч

Q=α_к* F*Δt/1000 , кВт

α_к=1,86*Δt^1/3 , Вт/(м^{2 о}С)

α_к=1,86* 62^1/3=7,36 , Вт/(м^{2 о}С)

Q=7,36* 1,35*62/1000 =0,61  , кВт

L_н=2340*0,61^1/3*1,35^2/3*0,22^1/3=1463  м³/ч

Определяющий геометрический параметр кольцевого отсоса

H=(h_н+b/2)/D=(0.1+0.02)/1,13=0.1

Относительный спектр  вредностей

h=h/D=0,08/1,13=0.07

L₀/ L_к=5,1

L_р=5,1*1463=7460 м³/ч

-  Камерная электропечь H-62 (зонт-козырек)

Исходные данные для расчета:

Избыточное давление на поду печи ΔP₁=1 Па, высота загрузочного отверстия H=0,55м, а ширина В=0,75м, температура газов в печи 950 ^оС, t_пом=18 ^оС

Избыточное давление в центре загрузочного отверстия

ΔP₁=gH/2(ρ_цеха- ρ_печи)=9,81*0,75/2(1,21-0,28)=3,42, Па

Средняя скорость прорывающихся газов из печи

V=(2 ΔP₁/ρ_печи)^1/2=2*3.42/0.28=4,9 м/c

Количество прорывающихся газов из печи

G₁=μ V f ρ_печи=0,65*4,9*0,55*0,75*0,28=0,368 кг/ч

Эквивалентный диаметр загрузочного отверстия

0,55*0,75=0,785d²_экв

d_экв=0,725 м

Критерий Архимеда

Ar=(g d_экв/ V²)*( t_цеха- t_печи)/T_цеха=(9.81*0.725/ 4,9²)*( 950- 18)/291=0,94

По формуле И.А.Шепелева находим расстояние x на котором искривленная гравитационными силами ось струи пересекает нижнюю плоскость зонта

Х= d_экв(y⁴/(0,18Ar⁴a³(T_печи/T_цеха)²))^1/11

Х= 0,725 (0,379⁴/(0,18*0,94 ⁴0,1³(1223/291)²))^1/11=0,879 м

Y=0,55/(2*0,725)=0,379

Причем принято, что коэффициент турбулентной структуры а=0,1, тогда диаметр струи d_x на расстоянии х

d_x/ d_экв=6,8 а х/ d_экв+1=6,8*0,1*0,879/ 0,725+1=1,824

d_x=1,824*0,725=1,322 м

Минимальный вылет зонта

L_мин=0,73+ d_x/2=0,73+ 1,322/2=1,391 м

При естественной вытяжке смеси газов  и присасываемого воздуха допускается температура смеси 300 ^оС, составим ур-е теплового баланса

1*950+β*18=(1+ β)*300

Откуда коэффициент подмешивания воздуха к газам

β =2,304

Расход  присасываемого воздуха

G_в= G₁ β=0,368*2,304=0,848 кг/ч

Расход  смеси газов и воздуха

G_в= G₁ (β+1)=(1+2,304)*0,368=1,216 кг/ч

L_в= G_в/ ρ_см=1,216 /0,616=1,974 м³/ч

Ширину зонта принимаем

В=b+2*0,3=0,75+2*0,3=1,35 м

Площадь нижнего сечения зонта

F=B*l=1.35*1.391=1.878 м²

Скорость отсасываемой смеси и газов

V_см= L_в/ F=1,974/1.878=1,05 м/с

Нужно отметить, что фактический расход воздуха, удаляемого зонтом, зависит от продолжительности открывания загрузочного отверстия.

-  Камерная электропечь H-50 (зонт-козырек)

Исходные данные для расчета:

Избыточное давление на поду печи ΔP₁=1 Па, высота загрузочного отверстия H=0,50м, а ширина В=0,60м, температура газов в печи 950 ^оС, t_пом=18 ^оС

Избыточное давление в центре загрузочного отверстия

ΔP₁=gH/2(ρ_цеха- ρ_печи)=9,81*0,75/2(1,21-0,28)=3,42, Па

Средняя скорость прорывающихся газов из печи

V=(2 ΔP₁/ρ_печи)^1/2=2*3.42/0.28=4,9 м/c

Количество прорывающихся газов из печи

G₁=μ V f ρ_печи=0,65*4,9*0,50*0,6*0,28=0,268 кг/ч

Эквивалентный диаметр загрузочного отверстия

0,50*0,60=0,785d²_экв

d_экв=0,618 м

Критерий Архимеда

Ar=(g d_экв/ V²)*( t_цеха- t_печи)/T_цеха=(9.81*0.618/ 4,9²)*( 950- 18)/291=0,81

По формуле И.А.Шепелева находим расстояние x на котором искривленная гравитационными силами ось струи пересекает нижнюю плоскость зонта

Х= d_экв(y⁴/(0,18Ar⁴a³(T_печи/T_цеха)²))^1/11

Х= 0,618 (0,379⁴/(0,18*0,81⁴0,1³(1223/291)²))^1/11=0,791 м

Y=0,50/(2*0,618)=0,404

Причем принято, что коэффициент турбулентной структуры а=0,1, тогда диаметр струи d_x на расстоянии х

d_x/ d_экв=6,8 а х/ d_экв+1=6,8*0,1*0,791/ 0,618+1=1,870

d_x=1,870*0,618=1,156 м

Минимальный вылет зонта

L_мин=0,73+ d_x/2=0,73+ 1,156/2=1,331 м

При естественной вытяжке смеси газов  и присасываемого воздуха допускается температура смеси 300 ^оС, составим ур-е теплового баланса

1*950+β*18=(1+ β)*300

Откуда коэффициент подмешивания воздуха к газам

β =2,304

Расход  присасываемого воздуха

G_в= G₁ β=0,268*2,304=0,617 кг/ч

Расход  смеси газов и воздуха

G_в= G₁ (β+1)=(1+2,304)*0,268=0,885 кг/ч

L_в= G_в/ ρ_см=0,885 /0,616=1,437 м³/ч

Ширину зонта принимаем

В=b+2*0,3=0,6+2*0,3=1,20 м

Площадь нижнего сечения зонта

F=B*l=1,20*1.331=1.597 м²

Скорость отсасываемой смеси и газов

V_см= L_в/ F=1,437/1.597=0.89 м/с

Нужно отметить, что фактический расход воздуха, удаляемого зонтом, зависит от продолжительности открывания загрузочного отверстия.