Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования (стр. 10 из 13)
Расстояние между трубами определяем по формуле:
Lт = С×lт, (9)
где С - константа для расчета заглубленных заземлителей;
Lт = 1×100 = 100 см
Таблица 23
Расчет защитного заземления
| Исходные данные | Обозначение | Величина |
| 1. Расчетный ток замыкания на землю, А 2. Длина трубы, см 3. Диаметр трубы, см 4. Ширина соединяющей полосы, см 5. Глубина заложения, см 6. Сопротивление земли, Ом | I3 Iт dт b h R3 | 3 100 6 6 120 4 |
Вычисляем расстояние от поверхности земли до середины трубы по формуле:
t = h+lт/2 (10)
t = 120+100/2 = 170
Определяем наибольшее допустимое сопротивление заземления по формуле:
R3 = 125/I3 (11)
R3 = 125/3 = 41 Ом
Вычисляем расчетное удельное сопротивление грунта для труб по формуле:
Pрас.т. = Pтабл×КГГ (12)
где Pрас.т. - удельное сопротивление грунта, Ом×см;
КГГ - повышающий коэффициент для стержневого заземлителя;
Pрас.т. = 20000×1,5 = 30000 Ом×см
Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для соединительной полосы по формуле:
Pрас.т. = Pтабл× КГГ , (13)
где КГГ - повышающий коэффициент для полосового заземлителя;
Pрас.т. = 20000×3,25 = 65000 Ом×см
Количество труб, которое необходимо забить в грунт, без учета коэффициента экранирования определяем по формуле:
nт ×hэт = Rт/R3 , (14)
nт ×hэт =174,25/4 = 44 шт
Необходимое количество труб с учетом коэффициента экранирования определим по формуле:
nтэ = nт/hэт (15)
где nтэ - количество труб, шт.;
hэт - коэффициент экранирования;
nтэ = 44/0,48 = 92 шт
Расчетное сопротивление трубчатых заземлителей без учета соединяющей полосы определяем по формуле:
Rрас.n = Rт/nтэ ×hэт , (16)
Rрас.n = 174,25/92×0,48 = 3,95 Ом
Вычисляем длину соединяющей полосы по формуле:
Lсп = 1,05×Lт(nтэ-1) (17)
Lсп = 1,05×100(92-1) = 9,555 м
Утилизация компьютеров
Списанные и непригодные к эксплуатации компьютеры утилизируют. В ломе содержатся: золото, серебро, алюминий, медь, никель и пластмассовый лом. Все это можно, после последующей обработке вторично использовать в промышленности.
4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Изучение влияния вида атмосферы и типа колец на длительность периода охлаждения
На основе проведенных исследований, с помощью математической модели, где изучалось влияние вида атмосферы на длительность периода охлаждения, получены результаты которые представлены на рис. 6 -11.
Кривые охлаждения садки колпаковой печи при различном содержании водорода в газе
1 - 5 % Н2; 2 - 25 % Н2; 3 - 50 % Н2; 4 - 75 % Н2; 5 - 100 % Н2
Рис. 6
На рис. 6 представлены данные расчета процесса охлаждения при обычных серийных конвективных конвекторных кольцах, с различным содержанием Н2 в защитной атмосфере.
Видно, что повышение процентного содержания водорода в защитной атмосфере колпаковой печи позволяет ускорить процесс охлаждения садки на 15-20 %. Налицо увеличение экономичности и производительности КП, но возрастают потребности в дополнительном подводе водорода, что повышает требования к условиям безопасности.
Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 5 %
1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК
Рис. 7
Из дальнейшего изучения факторов, влияющих на скорость охлаждения садки и качество производимой продукции в печи, следующим этапом было применения радиационно-конвективных колец (конструкция МИСиС - Стальпроект - НЛМК) при различной концентрации водорода в защитном газе.
На рис. 7 представлены графики, полученные при использовании РКК высотой 200 мм при различном процентном содержании водорода в защитной атмосфере.
Из приведенных графиков следует, что скорость процесса охлаждения садки увеличивается на 10-18 %, по сравнению с процессами без использования РКК. Этот способ охлаждения более эффективен, чем охлаждение без использования РКК, причем эти кольца, обеспечивают и улучшение прогрева садки.
На рис. 8 представлены графики, полученные на основе исследования садки колпаковой печи, с использованием РКК, но с содержанием водорода в защитном
газе 25 %.
Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе -25 %
1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК
Рис. 8
Из показанных выше графиков (рис. 8) видно, с увеличением содержания водорода в защитном газе, а именно 25 %, длительность процесса охлаждения сокращается, в среднем, на 21 %.
При использовании 50 % водорода в защитном газе колпаковой печи, где также применялись РКК (рис. 9), наблюдалось сокращение процесса охлаждения садки печи приблизительно на 23 % цикла охлаждения.
Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 50 %
1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК
Рис. 9
Более быстрый способ охлаждения садки колпаковой печи приведен на рис. 10.
В данном опыте, также использовались РКК от 1 до 4 на садку, но водородная среда в защитном газе была больше, чем в предыдущем, она составила 75 % всего газа.
Скорость охлаждения садки колпаковой печи увеличилась на 27,6 %.
Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 75 %
1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК
Рис. 10
На рис. 11 представлены результаты эксперимента, то есть кривые охлаждения полученные в полностью водородной среде защитного газа. Скорость охлаждения садки увеличилась на 30 % (по сравнению с охлаждением в среде защитного газа с 5 % Н2).
Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 100 %
1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК.
Рис. 11
По результатам исследований была составлена сводная таблица, в которой в обобщенном виде представлены результаты расчетного эксперимента (проводившегося на математической модели), при различном содержании водорода в защитной среде колпаковой печи и с использованием радиационно-конвективных конвекторных колец - РКК.
В табл. 24, также как и на графиках охлаждения, заметны положительные и отрицательные стороны того или иного эксперимента, проводимого на модели колпаковой печи ЛПЦ-5 применительно к условиям ММК.
Таблица 24
Влияние различных факторов на скорость процесса охлаждения в колпаковой печи
| Показатели, влияющие на изменение хода процесса охлаждения садки | Время охлаждения, ч |
| Содержание в защитном газе (з. г.) 5 % - Н2 | 69,3 |
| Содержание в защитном газе (з. г.) 25 % - Н2 | 46,10 |
| Содержание в защитном газе (з. г.) 50 % - Н2 | 44 |
| Содержание в защитном газе (з. г.) 75 % - Н2 | 43,30 |
| Содержание в защитном газе (з. г.) 100 % - Н2 | 40,40 |
| Содержание в з.г. 5 % Н2+1 РКК | 37,3 |
| Содержание в з.г. 5 % Н2+2 РКК | 41 |
| Содержание в з.г. 5 % Н2+3 РКК | 42,3 |
| Содержание в з.г. 5 % Н2+4 РКК | 45 |
| Содержание в з.г. 25 % Н2+ 1 РКК | 37,4 |
| Содержание в з.г. 25 % Н2+2 РКК | 40,3 |
| Содержание в з.г. 25 % Н2+3 РКК | 42 |
| Содержание в з.г. 25 % Н2+4 РКК | 43,2 |
| Содержание в з.г. 50 % Н2+1 РКК | 33 |
| Содержание в з.г. 50 % Н2+2 РКК | 35,4 |
| Содержание в з.г. 50 % Н2+3 РКК | 38,3 |
| Содержание в з.г. 50 % Н2+4 РКК | 39 |
| Содержание в з.г. 75 % Н2+1 РКК | 30,2 |
| Содержание в з.г. 75 % Н2+2 РКК | 30,4 |
| Содержание в з.г. 75 % Н2+3 РКК | 31,4 |
| Содержание в з.г. 75 % Н2+4 РКК | 32,3 |
| Содержание в з.г. 100 % Н2+1 РКК | 30 |
| Содержание в з.г. 100 % Н2+2 РКК | 29,3 |
| Содержание в з.г. 100 % Н2+3 РКК | 28,3 |
| Содержание в з.г. 100 % Н2+4 РКК | 28 |
Следовательно применение 100% Н2 и 4-х или 3-х радиационно-конвективных колец позволяют уменьшить длительность периода охлаждения на 53,58%.