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遵義燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力計(jì)算

作者:小編 瀏覽量:5137 時(shí)間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力計(jì)算, 一、燃?xì)夤I(yè)爐氣體流動(dòng)的特點(diǎn)   (一)燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力學(xué)及空氣動(dòng)力計(jì)算   為了使燃?xì)夤I(yè)爐能正常地工作,需要不斷供給燃燒所用的燃?xì)夂涂諝猓瑫r(shí)又要不斷地把燃燒產(chǎn)生的煙氣排出爐外。   所謂...

? 一、燃?xì)夤I(yè)爐氣體流動(dòng)的特點(diǎn)

  (一)燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力學(xué)及空氣動(dòng)力計(jì)算
  為了使燃?xì)夤I(yè)爐能正常地工作,需要不斷供給燃燒所用的燃?xì)夂涂諝猓瑫r(shí)又要不斷地把燃燒產(chǎn)生的煙氣排出爐外。
  所謂燃?xì)夤I(yè)爐的通風(fēng)過(guò)程,正是指保證工業(yè)爐正常運(yùn)行的連續(xù)供風(fēng)和排煙的過(guò)程。燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力學(xué)就是用流體力學(xué)的基本原理來(lái)研究爐中氣體流動(dòng)和平衡的規(guī)律,以解決工業(yè)爐通風(fēng)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題。其目的為正確組織工業(yè)爐內(nèi)的氣體流動(dòng),保證爐料加熱的質(zhì)量,最終使工業(yè)爐生產(chǎn)達(dá)到良好的技術(shù)指標(biāo)。
  同時(shí),按照流體力學(xué)的基本原理。進(jìn)行燃?xì)夤I(yè)爐的空氣動(dòng)力計(jì)算,求得送風(fēng)、排煙系統(tǒng)內(nèi)各區(qū)段的阻力、浮力,確定通風(fēng)系統(tǒng)的壓力分布,并求得總壓降,為煙囪設(shè)計(jì)或送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的選擇,為工業(yè)爐生產(chǎn)操作、控制及安全運(yùn)行等提供可靠依據(jù)。
  (二)燃?xì)夤I(yè)爐氣體流動(dòng)的特點(diǎn)及實(shí)用流體方程
  圖3—9—15為工業(yè)爐自然通風(fēng)時(shí)爐膛及煙道系統(tǒng)壓力分布圖。橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)上圖示意的通風(fēng)系統(tǒng)各處;縱坐標(biāo)為各處的相對(duì)壓力(Pa)。
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圖3-9-15 燃?xì)夤I(yè)爐通風(fēng)系統(tǒng)


  圖中,1為空氣、燃?xì)膺M(jìn)口;2為燃燒室或火道,燃?xì)夂涂諝庠诖嘶旌稀⑷紵?為燃?xì)夤I(yè)爐爐膛,2—3由于浮力作用,系統(tǒng)壓力增加至正壓,滿足了爐膛為正壓的要求;4—5—6為煙道,煙氣流動(dòng)過(guò)程中,4—5克服阻力,消耗能量,系統(tǒng)壓力降低,5—6由于浮力作用,系統(tǒng)壓力又有所增加;6—7為熱交換器,煙氣流經(jīng)時(shí),阻力消耗大,系統(tǒng)壓力下降;7—8—9也是煙道,7—8煙氣流經(jīng)煙道閘門,克服局部阻力,消耗較大能量;8—9煙氣消耗能量,克服煙道阻力;9—10為煙囪,由于高大煙囪的浮力遠(yuǎn)大于阻力,使系統(tǒng)壓力增大,到煙囪出口接近零壓。
  在燃?xì)夤I(yè)爐內(nèi),被加熱物料一般都放在爐底,因此控制爐內(nèi)壓力的首要任務(wù)是保證爐底相對(duì)壓力為零或微小正壓(通常10~20Pa)。這時(shí)爐門縫隙稍有火苗冒出,而沒(méi)有冷空氣吸入,以保持爐內(nèi)氣氛,并使?fàn)t內(nèi)不會(huì)有太多的過(guò)剩空氣,不至降低爐溫和惡化傳熱過(guò)程。
  燃?xì)夤I(yè)爐整個(gè)送風(fēng)、排煙系統(tǒng)的壓力都接近于大氣壓,各處相對(duì)壓力的數(shù)值都很小,而且變化甚微,如圖3—9—15僅為-lOOPa~0Pa變化。即使在壓力變化最大的空氣、燃?xì)忸A(yù)熱器或余熱鍋爐中,變化也常常只有幾千帕,因此,可忽略壓力變化對(duì)氣體可壓縮性的影響。
  同時(shí),在各種情況下,整個(gè)送風(fēng)、排煙系統(tǒng)的氣流速度都不大,約每秒數(shù)米,氣體馬赫數(shù)(氣流速度與當(dāng)?shù)匾羲僦戎?遠(yuǎn)小于0.3,完全可以忽略流速變化對(duì)氣體可壓縮性的影響。
  顯然,在燃?xì)夤I(yè)爐通風(fēng)過(guò)程中,影響氣體可壓縮性的壓力、流速,溫度三因素中,只有溫度變化最劇烈,是不可忽略的。所以,必須分區(qū)段來(lái)確定氣體的溫度及密度,在溫度變化范圍較小的區(qū)段,可取算術(shù)平均密度;在溫度變化劇烈的區(qū)段,則應(yīng)取算術(shù)平均溫度下的調(diào)和平均密度。
  這樣處理之后,在燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力計(jì)算中,就可以把通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的氣體都當(dāng)成是不可壓縮的流體了。
  根據(jù)以上討論,燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力計(jì)算的實(shí)用流體方程,就是實(shí)際流體的伯努利方程式,如式(2—23)所描述。

  二、氣體的阻力計(jì)算

  燃?xì)夤I(yè)爐空氣動(dòng)力計(jì)算中,氣體流動(dòng)阻力包括摩擦阻力利局部阻力。其計(jì)算基本公式見(jiàn)式(2—27)、式(2—29),在進(jìn)行局部阻力計(jì)算時(shí),其局部阻力系數(shù)K由通道或管路的結(jié)構(gòu)而定。
  當(dāng)氣流橫向沖刷管束時(shí),無(wú)論有無(wú)熱交換,其流動(dòng)阻力均屬局部阻力,局部阻力系數(shù)K與管束的結(jié)構(gòu)形式、管子排數(shù)及Re數(shù)有關(guān)。可以區(qū)別順列管束、錯(cuò)列管束按計(jì)算公式或線算圖來(lái)確定。空氣、燃?xì)饣驘煔饬鹘?jīng)管束時(shí),由于截面收縮和擴(kuò)大所引起的阻力損失已計(jì)入K中,不再另外計(jì)算。計(jì)算時(shí),氣流速度按煙道有效截面確定。煙氣流動(dòng)阻力計(jì)算簡(jiǎn)介如下。
  計(jì)算煙氣流動(dòng)阻力的原始數(shù)據(jù)為煙氣量、各區(qū)段煙氣的平均流速和溫度、煙道的有效截面積及其它結(jié)構(gòu)特性。這些數(shù)據(jù)在燃?xì)馊紵?jì)算和熱力計(jì)算中已經(jīng)提及。由于阻力計(jì)算時(shí)所使用的各種線算圖都是對(duì)于空氣繪制的。因此,為了方便起見(jiàn),可以利用線算圖求得相應(yīng)于空氣密度的煙道各部分阻力;然后再根據(jù)煙氣的密度進(jìn)行阻力換算。
  計(jì)算煙氣流動(dòng)阻力的順序是從爐膛開(kāi)始,沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向,依次汁算空氣(燃?xì)?預(yù)熱器、余熱鍋爐、煙道等各部分的阻力。各部分阻力之和即為煙道的全壓降。
  1.爐膛
  爐膛的摩擦阻力損失按式(2-27)計(jì)算,式中ω0、t為爐膛內(nèi)煙氣平均流速和溫度。實(shí)際上由于工件在爐底排列并不整齊,故爐膛內(nèi)壓力損失比汁算結(jié)果要大。可以粗略地取為計(jì)算值的兩倍。
  2.空氣(燃?xì)?預(yù)熱器
  其結(jié)構(gòu)形式有管式、片狀和輻射式。
  (1)管式空氣預(yù)熱器
  這種換熱器的基本構(gòu)件是鋼管。通常管內(nèi)走空氣,管外走煙氣。
  一般機(jī)械排風(fēng)時(shí),可采用煙氣在管內(nèi)流動(dòng),此時(shí)煙氣阻力由管內(nèi)的摩擦阻力和管子進(jìn)出口的局部阻力所組成。這兩項(xiàng)阻力均按平均煙氣流速和溫度計(jì)算。
  管式空氣預(yù)熱器的摩擦阻力和局部阻力也可按公式和線算圖確定。
  當(dāng)空氣在管內(nèi)流動(dòng)時(shí),一般流速為4~8m/s;煙氣則以1~2m/s的速度從管間流過(guò)。空氣和煙氣流速之比應(yīng)不小于1.5~3.0,以防管子燒壞。預(yù)熱器內(nèi)的空氣阻力為300~3000Pa;煙氣阻力為20~300Pa。

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