Загрузка ... Загрузка ...

Наука, изучающая законы движения газовой среды, называется аэродинамикой. Во многих нагревательных установках — сушильных, печных, пропарочных — нагрев материалов осуществляется потоком движущихся с определенной скоростью горячих газов при давлении, близком к атмосферному. В этих условиях газ по своей природе близок к несжимаемой жидкости.

Наиболее благоприятные условия теплообмена между газами и нагреваемым материалом устанавливаются, если газ движется непрерывной струей и с постоянной скоростью.

Теплообмен между потоками горячих газов, обтекающих нагреваемый материал, происходит значительно быстрее при турбулентном режиме движения, чем при ламинарном. Однако при турбулентном режиме в потоке газа оказывается больше сопротивлений его движению. Поэтому для трубопроводов, предназначенных только для транспортировки газа, он не рекомендуется.

Виды давлений

Движение газа в трубопроводе возникает под воздействием силового поля неравномерно распределенного давления (давление во входном и выходном сечениях трубопровода неодинаково). В практике работы тепловых установок, где в качестве теплоносителя применяют несжимаемый реальный газ, различают следующие виды давления: статическое рс, динамическое рДШ1 и гравитационное рг. Кроме этого, учитывают потери давления на преодоление трения газа о стенки по длине канала и в местных сопротивлениях Ра-Статическое давление характеризует потенциальную энергию газа и может быть измерено U-образным манометром.

Если давление в установке выше атмосферного, значение статического давления имеет положительный знак, если ниже атмосферного— отрицательный знак, и в установке создается разрежение (вакуум). Если давление в установке равно атмосферному, то Р=0.

В тепловых установках, не имеющих герметичных уплотнении,— сушильных камерах, печах, пропарочных камерах и пр., корпус которых не рассчитан на работу под повышенным давлением, статическое давление, как правило, поддерживается равным атмосферному во избежание выбивания газов в рабочее помещение. Статическое давление играет большую роль в паровых котлах при транспортировке пара к потребителю и паровых турбинах.

Гравитационное давление.

Само название давления указывает на его связь с геометрической отметкой высоты столба газа Н площадью основания в 1 м2.

На рис. 1.17 представлена схема работы пламенной печи, снабженной дымовой трубой, создающей естественную тягу. Горячий газ, заполняющий рабочее пространство печи, движется непрерывным потоком, отдавая свою теплоту обжигаемым п печи изделиям, по направлению к дымовой трубе и через нес покидает печь.

Под действием гравитационного давления холодный воздух стремится вытеснить горячие дымовые газы и, соприкасаясь с топливом, вступает с ним в химическое взаимодействие, в результате чего снова образуются горячие дымовые газы.

Потери давления на преодоление сопротивлений имеют большое значение при проектировании тепловых установок и в основном определяют необходимую величину располагаемого давления для обеспечения устойчивого движения потока газа.

Характер работы высокопроизводительных современных тепловых установок отличается интенсификацией теплообмена в них. С этой целью нагревают материалы в кипящем слое, в турбулентных потоках теплоносителя. Все эти способы требуют высоких значений динамического давления, а следовательно, и большого расхода электроэнергии на его создание. В этом случае для уменьшения расхода электроэнергии идут по пути уменьшения до минимума всех сопротивлений движению газов, особенно местных.

При повороте канала или изменении его сечения следует применять не резкие, а плавные повороты под углом 90° и сечения изменять с помощью специальных переходных патрубков.

Дымовые трубы

В установках сравнительно небольшой мощности, сопротивление газового тракта которых не превышает 400— 500 Па, а температура отработавших газов не ниже 573 К (300 °С), применяют естественную тягу при помощи труб. Согласно требованиям санитарных норм проектирования промышленных предприятий, высота дымовой трубы не должна быть ниже 30 м во избежание загрязнения окружающей среды дымовыми газами. Предельная высота трубы определяется из условия ее строительной прочности и экономическими соображениями.

Дымовые трубы делают кирпичными, бетонными из жаростойкого либо обычного бетона и металлическими, футерованными огнеупором.

Высота дымовой трубы может быть определена формулой гравитационного давления для летних условий работы в данной местности с учетом влияния на тягу атмосферного давления.

Диаметр устья трубы определяют по допустимой в кем скорости выхода газов: в пределах 2—4 м/с при естественной тяге и 8— 15 м/с при установке дымососа. В этом случае труба служит только для выброса газов в атмосферу. Уклон стенок принимают в пределах 0,015—0,03 с расширением книзу. Дымовые трубы для указанных условий создают надежную тягу и достаточно экономичны.

Для установок с большим сопротивлением газового тракта применяют искусственную тягу вентиляторами.

Вентиляторные установки

Вентиляторы разделяют на центробежные и осевые. В осевых — поступление и выход воздуха происходят в направлении оси вентилятора, а в центробежных — воздух поступает в центр вращающегося колеса, а выходит касательно поверхности спирального кожуха, т. е. перпендикулярно входу.

Осевые вентиляторы (рис. 1.18) имеют широкий кольцеобразный кожух. В центре его на валу установлено лопастное колесо. Частота вращения крыльчатки равна частоте вращения двигателя. Осевые вентиляторы не создают больших напоров и применяются для перемещения больших объемов воздуха.

Для перемещения газов в тепловых установках используют в основном центробежные вентиляторы (1.19). В кожухе, имеющем форму спирали Архимеда, устанавливают колесо с лопатками (ротор). Лопатки могут быть радиальными, загнутыми вперед и назад по направлению движения колеса. Большее применение находят лопатки, загнутые вперед. Они создают большее давление при тех же угловых скоростях, хотя имеют меньший КПД, чем лопатки, загнутые назад. -Ротор вентилятора может быть соединен с двигателем непосредственно или через клиноременную передачу.

Всасывающее отверстие находится в центре кожуха. При входе в него частицы воздуха под действием центробежной силы, возникающей при вращении ротора, попадая на лопатки, отбрасываются ими к периферии кожуха и движутся с большой скоростью по спиральному кожуху в направлении нагнетательного патрубка. Перед всасывающим патрубком вентилятора создается разрежение, после нагнетательного — давление.

По создаваемому давлению вентиляторы делят на три группы: низкого давления (до 1 кПа), среднего (до 3 кПа) и высокого давления (от 3 до 15 кПа).

Выбор вентилятора

Выбор вентилятора производят по справочным таблицам и номограммам. Номограммами устанавливается зависимость между подачей, полным давлением, а также КПД при определенной частоте вращения рабочего колеса. Кроме этого, в номограмме имеется кривая потребляемой мощности. Исходными данными для выбора вентилятора являются подача, т. е. объем пропускаемого за час газа, и полное давление.

Вентиляторы выпускают сериями на разные давление и подачу в зависимости от его номера и характеристики с учетом условий их работы. Например, дымососы рассчитаны на работу при более высоких температурах газов, чем вентиляторы, поэтому их выполняют из жаропрочных материалов с подшипниками водяного охлаждения.

Каждая серия вентиляторов ориентирована для определенной отрасли промышленности. В частности, вентиляторы Всесоюзного научно-исследовательского института санитарно-технического оборудования (ВНИИСТО) серий ВРН, ВРС, BP, ВВД, а также вентиляторы серий используют в промышленности строительных материалов.

При выборе вентиляторов следует иметь в виду, что справочные таблицы и номограммы для их подбора составлены для воздуха с р2о=1,2 кг/м3 при г = 293 К (20°С).

Если при выборе вентилятора окажется, что несколько вентиляторов обеспечивают заданную подачу и давление, то следует остановиться на том из них, который будет работать с наибольшим КПД. Выбрав номер вентилятора данной серии, устанавливают частоту вращения ротора п.

В процессе работы тепловых установок часто встречаются с необходимостью изменения количества подаваемого вентилятором газа и его давления. Для этого приходится прибегать к регулированию работы вентилятора, устанавливая регулирующие устройства дроссельные заслонки, шиберы и др.). Такой способ регулирования хотя и прост, но малоэкономичен. Наиболее совершенным способом является изменение частоты вращения ротора гидромуфтами или реостатом. При этом необходимо знать зависимость основных характеристик вентиляторов от частоты вращения: подачу (м3/ч), давление (Па), мощность (кВт).

источник: 3 ( см. список литературы )

Комментарии запрещены.

Метки
Добро пожаловать
На наш новый форум газовиков!
Полезное
  • Медицинские автоклавы mskkazan.ru для стерилизации и обеззараживания медицинских принадлежностей.
Опрос

У вас есть дома газ?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...
Календарь
Декабрь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Галерея

images_15 images_2 images_3 images_5