Расчет сопротивлений на пути движения газов Выбор тягодутьевых средств (стр. 1 из 5)
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский Государственный Технический Университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»
Металлургический факультет
Кафедра ТИМ
Курсовая работа
по дисциплине «Теплотехника»
«Расчет сопротивлений на пути движения газов. Выбор тягодутьевых средств»
Екатеринбург
2010
Реферат
Данная курсовая работа посвящена расчету сопротивлений на пути движения газов и выбору тягодутьевых средств. Был спроектирован рекуператор, рассчитаны диаметры участков воздухопровода, по ГОСТ подобраны трубы. Затем были рассчитаны потери давления на трение и на местных сопротивлениях, а также геометрическое давление. В соответствии с рассчитанными параметрами был подобран вентилятор. Далее был спроектирован боров и рассчитаны потери давления на пути движения дымовых газов – на трение, на преодоление местных сопротивлений и в рекуператоре. В соответствии с полученными значениями была выбрана высота дымовой трубы.
Страниц – 28, рисунков – 3, таблиц – 3.
Содержание
Глава 1. Проектирование рекуператора
Глава 2. Расчёт сопротивлений на пути движения воздуха
2.1 Диаметры отдельных участков воздухопровода
2.3 Потери давления на местных сопротивлениях
Глава 3. Расчет потерь напора на пути движения дымовых газов
3.2 Определение площадей поперечных сечений
3.3 Потери напора в рекуператоре
3.4 Определение количества дымовых газов
3.5 Определение приведенных скоростей дымовых газов
3.7 Потери напора на местных сопротивлениях
Движение газов в рабочем пространстве металлургических печей во многом определяет эффективность и показатели тепловой работы печей. Правильная организация движения газов в системе обеспечивает стойкость элементов кладки металлургических печей, и поэтому увеличивает период работы печи.
Для организации движения газов по элементам печи, создания в необходимых случаях циркуляции газов потоки воздуха, газов, продуктов сгорания должны располагать значительным запасом энергии. В качестве устройств, обеспечивающих приведение в движение газов в металлургических печах, применяются вентиляторы и дымовые трубы.
Вентиляторы являются самыми распространенными устройствами, применяемыми для перемещения газообразных сред при относительно низких давлениях. Вентиляторы были изобретены в России в 1835 г. За свою почти 175-летнюю историю эти устройства настолько внедрились в промышленность и быт, что сейчас вентиляторы являются одним из наиболее распространенных аппаратов.
В настоящее время наиболее распространены радиальные (центробежные) и осевые вентиляторы.
Работа радиальных вентиляторов основана на превращении центробежных (массовых) сил в силы поверхностные (статическое давление). В зависимости от создаваемого давления радиальные (центробежные) вентиляторы в соответствии с ГОСТ 5976—73 классифицируют на вентиляторы низкого давления (1000 Па), среднего давления (до 3000 Па) и высокого давления (до 15000 Па).
Осевые вентиляторы имеют ряд преимуществ перед радиальными. Они просты по конструктивному оформлению, обладают меньшей металлоемкостью (массой на единицу мощности), позволяют достигать более высоких к. п. д. за счет относительно малых внутренних потерь, они реверсивны, т. е. обеспечивают движение воздуха в прямом и обратном направлениях при изменении направления вращения рабочего колеса.
В практике работы металлургических печей более распространены радиальные вентиляторы. Они широко применяются для нагнетания воздуха, используемого для горения различных топлив, для обеспечения циркуляции газов, для отсоса продуктов сгорания, запыленных газов и других случаях.
Осевые вентиляторы, как развивающие большую производительность при относительно низком запасе энергии, используются только при ремонтах печей для организации ускоренного охлаждения, а также для вентиляции рабочих мест с мощными источниками тепловыделения во время выпуска металла из печей и пр.
Подавляющее большинство металлургических печей, особенно нагревательных, оборудовано для эвакуации продуктов сгорания из рабочего пространства дымовыми трубами. Кроме того, дымовые трубы решают и экологическую задачу, рассеивая вредные примеси на удалении от земной поверхности и уменьшая тем самым приземные концентрации вредных веществ.
Работа дымовой трубы основана на действии геометрического давления, создаваемого горячими газами, находящимися в трубе. Это давление расходуется на преодоление сопротивлений от рабочего пространства до основания дымовой трубы, включая поворот газов в дымовую трубу, а также на преодоление сопротивления самой трубы, включая выход в атмосферу.
В ходе выполнения курсовой работы возникали и некоторые трудности, например, не сразу удалось подобрать высоту дымовой трубы так, чтобы не было значительного расхождения между рассчитанным и задаваемым значением высоты дымовой трубы.
Исходные данные для проектирования рекуператора представлены в 1 главе, для расчета сопротивлений на пути движения воздуха – во 2 главе, для расчета потерь давления на пути движения дымовых газов – в 3 главе.
Все необходимые расчеты были произведены в соответствии со схемой дымовой трассы, представленной на рис.1.
Рисунок 1. Схема подачи воздуха к нагревательной печи и отвода продуктов горения в дымовую трубу.
1 – печь; 2 – воздухопровод; 3 – вентилятор; 4 – задвижка (шибер); 5 – рекуператор; 6 – дымовой канал; 7 – газопровод; 8 – горелка; 9 – шибер; 10 – дымовая труба.
ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКУПЕРАТОРА
Заданы следующие параметры рекуператора:
Количество труб по ширине n=6 штук;
по длине m=7 штук.
Скорость Wрек = 8 м/с.
Рассчитаем суммарную площадь поперечного сечения трубок рекуператора:
где
– количество воздуха, подаваемого к горелкам, 
– рекомендованная скорость воздуха в трубках рекуператора, 
Количество трубок рекуператора:
где n – количество труб по ширине секции;
m – количество труб по длине секции;
Площадь поперечного сечения одной трубки:
Из этого выражения находим:
где
– внутренний диаметр трубы рекуператора. 
По ГОСТ 8732-78 принимаем наружный диаметр трубы рекуператора
, при толщине стенки 4,5 мм.Пересчитав скорость в рекуператоре, получим: Wрек=8,17 м/с
– ширина рекуператора. 
- длина рекуператора. 
Поперечное сечение секции рекуператора представлено на рис.2.
Рисунок 2. Поперечное сечение секции рекуператора
ГЛАВА 2. РАСЧЁТ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА ПУТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА
Заданы следующие параметры трубопровода:
Таблица 1 Параметры трубопровода
 |  |  |  | Lа-г | Lдиф-кон | Lрек | Lз-и | Lи-л | Lл-м | Lм-т | Lт-ф |
 /c | м/c | м/c | 0С | м | м | м | м | м | м | м | м |
| 0,8 | 9 | 8 | 350 | 9 | 0,8 | 5,0 | 12 | 10 | 8 | 8 | 2,5 |