Проектирование системы охлаждения кессонов печи взвешенной плавки

4.3 Расчет общих потерь в кессоне, стояке, коллекторе и всей системы охлаждения

Общие потери можно рассчитать по формуле (24), но для этого нам необходимо знать расход Q каждого кессона, участка стояка и коллектора.

Расход на один кессон нам известен из предыдущих расчетов: Qк=0.0015м3/с

Расход на стояк: Q= 0, 0192м3/с.

Общий расход жидкости на всю систему: Q∑=4Q =0.0768м3

/с.

Теперь рассчитываем общие потери:

· на кессон м.

· на стояк м.

· на всю систему м.

4.4 Составление и решение уравнений Бернулли

Для составления уравнений Бернулли необходимо выбрать сечения. В первую очередь рассмотрим сечения, проведенные на входе и выходе из кессона.

Тогда уравнение Бернулли согласно (43) выглядит следующим образом:

,

где z1, z2 = 0 , т.к. оба сечения находятся на одном уровне с сечением сравнения; w1=w2 - скорость на входе и выходе из кессона одинаковая; р1=рабс – абсолютное давление в кессоне; р2=ратм=1,013·105 Па=10330кгс/м2; γ=; м.- потери напора в кессоне.

Рассмотрим сечения І-І: сечение на входе в стояк, и ІІ-ІІ: сечение на входе в кессон.

Уравнение Бернулли выглядит следующим образом:

Здесь z1=3,9 м, z2=0м; р2 и р1=10476 кгс/м2 – абсолютное давление в сечении ІІ-ІІ и І-І соответственно; w1=0,3 м/с и w2=2,37м/с – скорость движения жидкости в сечении І-І и ІІ-ІІ соответственно; м.- потери напора в стояке.

Рассмотрим сечения І'-І' и ІІ'-ІІ' (І'-І' – на входе в коллектор; ІІ'-ІІ' – на входе в стояк). Запишем уравнение Бернулли

Таким образом, определили давление , которое необходимо обеспечить для подъема жидкости до самой крайней точки.

4.5 Расчет коэффициента а для уравнения напорной характеристики

Коэффициент а уравнения напорной характеристики, отвечающий сумме геометрической высоты подачи и приращению пьезометрического напора, выглядит следующим образом:

.

Здесь ; ; z1=0 м, z2=3,9м; γ=996 кгс/м3.

м.

5. Построение характеристики сети

Уравнение характеристики сети выглядит следующим образом:

Постоянная а для данной сети рассчитана и равна 7,01м,

м

и значение коэффициента b нам также известно 93 м. ·

Уравнение для данной системы:

Графически зависимость H=f(Q) представлена на рисунке 6.

Рис. 6. Напорная характеристика трубопровода.

Из графика видно, что с увеличением расхода жидкости увеличивается величина внешней удельной энергии, которую необходимо затратить для работы трубопровода при заданных параметрах.

Т.к. a >0, то получение любого расхода требует затраты внешней энергии.

6. Расчет потерь тепла

Найдем потери тепла на один кессон. Вычислим плотность теплового потока

,

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

Термическое сопротивление стальной стенки трубы чрезвычайно мало и поэтому может быть отброшено.

,

где ,

Площадь поверхности кессона находим из его линейных размеров

.

Тогда тепловой поток, отнимаемый системой охлаждения

.

Заключение

На примере данного трубопровода мы ознакомились с основными навыками теоретического применения законов гидроаэромеханики для оценки параметров сети. Проведен полный расчет системы водяного охлаждения кессонов печи взвешенной плавки. Результатом расчетов является построенная характеристика сети. В результате такого исследования можно практически точно создать на практике условия наиболее выгодные в экономическом и техническом плане, что позволяет снизить затраты на конструирование трубопровода с достижением наибольшей его производительности.

[1]Комплексная переработка медного и никелевого сырья. А.В. Ванюков, Н.И. Уткин – Челябинск: Металлургия 1988.

[2] Водовоздушное хозяйство металлургических заводов. А.А. Гальнбек; ЛГИ 1974.

Гидравлика – учебное пособие для вузов. Е.З. Рабинович; М – Недра 1980.

[3] Краткий справочник по трубопроводам и арматуре. М.И. Имбрицкий; Л – Госэнергоиздат 1962.

 Скачать реферат