Система охлаждения кессонов плавки (стр. 3 из 4)

скорость воды на участке магистрали БВ будет равна:

По ГОСТу 3262-62 (трубы медные) ближайший внутренний диаметр будет равен:

, поэтому при неизменном расходе

скорость воды на участке магистрали равна: EB будет равна:

По ГОСТу 3262-62 (трубы медные) ближайший внутренний диаметр будет равен:

, поэтому при неизменном расходе

скорость воды на участке магистрали равна: КE будет равна:

Сопротивление кессона равно:

Длина трубы кессона равна:

Определим режим движения воды в кессоне:

- движение установившееся турбулентное (критерий Реинольдса рассчитываем по значению кинематической вязкости воды при заданной температуре I = 60°С).

Толщина ламинарного слоя:

Коэффициент эквивалентной шероховатости для труб кессонов возьмем из справочника для бесшовных стальных новых и чистых труб. Он равен 0,02 мм. Видно, что толщина ламинарного слоя больше, чем выступы шероховатости, следовательно, вода в кессонах движется в гидравлически гладком режиме (чего можно добиться, проводя регулярную чистку и своевременную замену кессонов, которые являются одной из наиболее ответственных составляющих конструкции печи).

Коэффициент трения в трубе кессона:

Теперь найдем удельные сопротивления трения и местное сопротивление

для кессона:

Суммарные местные сопротивления в кессоне:

И, наконец, сопротивление кессона:

Рассчитаем потери, длину и сопротивление на первом уровне:

где

и

где

- длина подводящих (отводящих) труб к кессону;

Так как скорость, диаметры труб, длина кессона, материал из которого сделаны трубы одинаково что на первом, что на втором уровне, следовательно:

т.е.

Рассчитаем сопротивление на участке ВБА. Для этого аппроксимируем сопротивление первого уровня и участка ВБ:

Найдем режим движения жидкости на участке ВБ:

- турбулентное установившееся движение

Толщина ламинарного слоя:

Коэффициент эквивалентной шероховатости для трубы магистрали

возьмем такой же. как для труб кессонов (0,02 мм).

Таким образом, удельное сопротивление трения (или по длине) и удельное местное сопротивление будет равно:

Следовательно, получим сопротивление на участке ВБ:

И рассчитаем сопротивление на участке ВБА:

Найдем сопротивление на участке ЕВ:

- турбулентное установившееся движение

Коэффициент эквивалентной шероховатости для трубы магистрали

возьмем такой же. как для труб кессонов (0,02 мм).

Таким образом, удельное сопротивление трения (или по длине) и удельное местное сопротивление будет равно:

Сопротивление на участке ЕВ равно:

где

и потери на тройнике и отвод соответственно.

Найдем сопротивление на участке КЕ:

- турбулентное установившееся движение

Коэффициент эквивалентной шероховатости для трубы магистрали

возьмем такой же. как для труб кессонов (0,02 мм).

Таким образом, удельное сопротивление трения (или по длине) и удельное местное сопротивление будет равно:

Сопротивление на участке ЕК равно:

где

и - потери на тройнике, внезапное расширение.

Переходим к расчету общего сопротивления магистрали. Для этого необходимо суммировать три параллельных соединения трубопроводов. Первым находим сопротивление при параллельном соединении участка ВБА и второго уровня кессонов, оно будет равно сопротивлению в точке В.

Вторым находится сумма сопротивлений в точке В на участке ЕВ, с третьим уровнем кессонов:

Таким образом, мы находим сопротивление в точке К, что будет являться общим сопротивлением всей системы. Оно находится суммированием сопротивлений в точке Е и на участке КЕ:

Полный напор в нашем случае сложится из геометрического и потерянного напоров. Первый легко найти по приведенной пространственной схеме водоснабжения. Таким образом:

Это и есть полный напор, который должен развивать насос для обеспечения заданного режима водопотребления данной сетью. Напорная характеристика данной сети приведена на графике.

Расчет потерь тепла

Мы имеем: толщину задней стенки кессона равную

коэффициент теплопроводности стенки , температуру воды внутри системы охлаждения при её работе равную t=50ºC, температуру окружающей среды t=10ºC.

Учитывая эти и другие значения находим потери тепла в окружающую среду.

Но для этого сначала необходимо вычислить плотность теплового потока по формуле:

,

где

и - соответственно температура поверхности пластины и теплоносителя (температура набегающего потока), - коэффициенты теплопроводности строительного кирпича.

У стальной стенки трубы имеется термическое сопротивление, но оно чрезвычайно мало и поэтому, без ущерба может быть отброшено. Находим q:

,

где коэффициент теплопроводности строительного кирпича взятый из начальных условий с учётом температур равны:

.