125087 (Опис конструкції автоматизації випалювальної печі), страница 6

Матеріал пристрою й ділянок трубопроводу, між якими встановлюється пристрій для води, газу, пари й гарячого повітря: сталь 12Х18Н9Т.

Ø трубопроводу при 20°С D20 вибираємо по припустимій швидкості речовини в трубопроводі.

Швидкість пари в робочих умовах V=10м/с. По обраній швидкості знаходимо ø трубопроводу

Де: Qmax - максимальна витрата речовини в робочих умовах

337,1мм

Знайдену величину округляємо до стандартного значення D=400мм

Розрахунковий мах витрата Qпр, що є верхньою межею виміру дифманометра, вибирають зі стандартного ряду (1;1,25;1,6;2;2,5;3,2;4;5;6,3;8) 10?.

У цьому випадку:

Qпр=4000м3/год

Середня витрата становить:

Qмср=(1/2-2/3) Qм np

Qм порівн=2/3*4000=2666,6 м3/год

Мінімальна витрата:

Qм хв.=(1/4-1/3) Qм np

Qм хв=1/4*4000=1000м3/год

За умовою температура пари t=32°С. В інтервалі температур (0°С - 450°С) коефіцієнт на теплове розширення дорівнює:

Kt=1+?t*(t-20),

Де £t=(1.38-1.74)*10¯⁶

Kt=1+1.56*10¯⁶*(320-20)=1.00468

Середня абсолютна температура:

Т=t=273

T=303K

Середній абсолютний тиск:

Ра=Ри+Рб

Де Ри - надлишковий тиск,

Рб - барометричний тиск.

Ра=5000000+101325=5101325 Па.

Розрахункова припустима втрата тиску:

Рпд=Рпд'*(Qм ін/Qmax)?

Де Рпд' - припустима втрата тиску;

Рпд=4500*(4000/3200)=5625Па

Щільність газу в нормальних умовах знаходимо з таблиці

Рн=0.8362кг/м3.

Показник адіабати для газу

?=0.8362-0.0001*t

Де t - температура пари

?=0.8227

Динамічну в'язкість газу знаходжу по таблиці:

µ=1.241*10¯⁵Па*с. Кг/м3

число Рейнольдса знаходимо по формулі:

Re=0.354*Qм ін/D*µ

Де D - діаметр трубопроводу;

Qм - максимальна витрата;

µ- динамічна в'язкість.

Re=0.354*3200/300*1.241*10¯⁵=4,2

Середнє число Рейнольдса:

Reср= Re*Qм порівн/Qм ін

Де Qм ін- максимальна витрата;

Qм порівн- середня витрата.

Re порівн=2,79

Використовуючи отримані дані, приступаю до розрахунку діафрагми. Для цього використовую наступні залежності:

1). ξ =1-(0.41+0.35м²)*

Де ?- показник адіабати

м-м- модуль пристрою.

2). ,

Де: Re - число Рейнольдса для витрати Qм ін.

3) Граничне число Рейнольдса Re_mm вибирають залежно від m:

Для 0.05

для

для 0.59

4) Втрата тиску Рп, Па

Рn=(1-1,035m) P

Розрахунок пристрою полягає у визначенні його діаметра d при обов'язковому виконанні наступних умов:

- стандартний максимальний перепад тиску повинен бути обраний як можна більший, тому що при цьому забезпечується сталість коефіцієнта витрати;

(a=const, якщо Reср (Remin)гр),

• стандартний максимальний перепад тиску повинен бути обраний як можна менший, тому що зі збільшенням перепаду тиску зростають безповоротні втрати тиску; перепад тиску варто вибирати з ряду: (1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3;)*10ⁿ ;

• тобто, перепад тиску потрібно вибирати з умов, що задовольняють цим вимогам; якщо втрата тиску не лімітована, стандартний максимальний перепад вибирають таким , щоб m = 0,2 (при цьому довжини прямих ділянок трубопроводу до й після пристрої виходять мінімальними);

• погрішність розрахунків не повинна перевищувати + 0.1

Таким чином, результат розрахунку діаметра пристрою вважається остаточним, якщо

Де Q_м – значення масової витрати, отримане в результаті розрахунку по формулі:

.

Якщо хоча б одне з обмежень не виконується, то розрахунок потрібно скорегувати.

Алгоритм розрахунків

1. підраховуємо додаткову величину З по формулі:

З=

C=8.3861

2. для m=0.2

3. Перевіряю умову (1.17). Тому що воно виконується, задаємося перепадом тиску ∆ Р<

?Р=63000 Па

4. По формулі (1.14) визначаємо ?1=0.99426

5. Обчислюємо допоміжну величину (m?)1:

(mα)=З/ ε1* (1.21)

(m?)=0.0336

6. По формулі (1.15) визначаємо =0.6094.

7. Уточнюємо значення модуля m:

m=(m?)/?

m=0.055

8. Підраховуємо по формулі втрати тиску Рп. І порівнюємо із припустимими Рп.д

Рп.=49959 Па

Умова виконується з обраним перепадом.

9. Визначаємо значення ?2=0.99443, що відповідає модулю m2

Тому що різниця між ?1 і ?2 не перевищує 0.0005, тоді значення m1 і ?1 уважаємо остаточними.

10. Визначаємо діаметр пристрою по формулі:

мм

11. По формулі обчислюємо витрата

кг/год

По формулі обчислюємо погрішність обчислення

,

при цьому виконалася умова

Після розрахунку пристрою знаходимо нижню робочу ділянку шкали дифманометра Q_{м пр}^min, на якому :

Q_{м пр}^min= .

Висновок

Порівняльний аналіз технологічних параметрів отриманих у період досвідченої експлуатації й базовим варіантом приводиться в таблиці 2.

Приклад розрахунку параметрів процесу:

Витрата газу

Період випалу

Час реверсії

Об'єм повітря на горіння

Об'єм повітря на охолодження

Маса завантаження

Маса що вивантажується вапна

507 нм/цикл 840 сек

31000 нм³/година 18000нм³/година 9,600 кг/цикл 5,452кг/цикл

Добова продуктивність; 86400*5,4527(840+ 100)-500т вапна в добу

Витрата тепла: 507нмВ цикл* 36043кДж/м³ 5,452кг/вапна в цикл

Надлишок повітря на горіння: 31000 нм у год.*840сек/3600___________ 507нм³/цикл*36043кДж/м³*1,Н/4200нм³/кДж =3352 кДж/кг вапна(800 ккал/кг вапна) =1,45

Таблиця 2.

Подачу вапняку на випал роблять порціями по 4,7т через 780+100 нм/т сек у кожну шахту одночасно. Аналіз отриманих даних свідчить, що оптимальні теплотехнічні параметри роботи ГШР печі досягаються при питомій витраті газу в межах 98,5+100 нм/т вапна й коефіцієнті співвідношення газ-повітря 1, 3-І ,5 димових газів забезпечують, що температуру -, у перехідному каналі°950+1170 С и°75+120 С на виході з печі.

Підвищення витрати газу понад 100 нм/т вапна не поліпшує характеристик отриманого вапна, а зменшення витрати газу менш 98,5 нм /т вапна приводить до погіршення якості продукції.

Список літератури

1. Виробництво вапна в шахтної печі. Технологічна інструкція ТИ 13-2002. Розроблена І. Н. Фентисовим, О. М. Шебаниц. – К., 2002

2. О.В.Монастирів, О.В.Олександров. Печі для виробництва вапна. – К., 2003

3. Олійник О.В. Технологічна інструкція 81. – К., 2002