Рух газів в робочому просторі печі

Рух газів в робочому просторі печей і сушарок буває канальним і струйним.

Канальним називається рух який виникає в результаті потенціальної енергії потоку.

Наприклад, рух газів в димовій трубі за рахунок зменшення геометричного тиску.

Струйним називається рух, який виникає за рахунок динамічної дії струї.

В печах і сушарках струї – факели не направляють прямо на вироби, що нагріваються , щоб запобігти місцевому перегріву.

Пальники і форсунки розміщують по можливості далі від робочих вікон і других отворів, щоб в них не було підсосу холодного повітря.

Пальники і форсунки не розміщають навпроти рабочих вікон печі, тому що при невеликій відстані між ними буде вибивання нагрітих газів із печі.

Для того, щоб не було вибивання нагрітих газів і підсосу холодного повітря тиск на поду печі необхідно підтримувати близьким до нуля.

В нагрівальних і термічних печах вікна для відсосу продуктів горіння топлива розміщають на рівні поду печі.

В нагрівальних печах пальники або форсунки розміщають прямо в робочому просторі печі.

В печах для термічної обробки пальники чи форсунки розміщають в підподових топках, щоб уникнути місцевого перегріву виробів. В таких печах організована інтенсивна циркуляція газів.

Сушила, в основному, опалюються газом. Температура сушки порівняно низька, тому пальники в робочому просторі сушил не ставляться. Газ спалюють в виносній топці, звідки з допомогою димососу його подають в робочу камеру. Температура газів знижується до заданої в системі циркуляції. Гарячі гази поступають в робочу камеру по роздатковим коробам і виводяться з допомогою відсмоктуючих коробів.

Утворення тяги в печах

Тяга в печах буває природною і штучною.

Природна тяга утворюється з допомогою димової труби, висота і площа поперечного перерізу якої залежать від кількості газів, що викидаються і витрат тиску при проходженні із печі через систему димових каналів, які в свою чергу залежать від температури димових газів і навколишнього повітря.

Висота димової труби Н визначається із формули.

=

де втрати тиску на шляху газу від печі до труби, (Па);

1,3 – коефіцієнт збільшення Р_втр..;

Р_геом. – тяга, яку утворює димова труба за рахунок геометричного тиску (Па);

Р_тр. – втрата тиску на тертя димиових газів в трубі (Па);

Р_зв. – втрата тиску на звуження димової труби (Па);

Р_вих. – втрата тиску на виході із труби за рахунок раптового розширення струї газу (Па);

де q – прискорення вільного падіння = 9,81 м/с²;

Н – висота димової труби (м);

- щільність повітря (кг/м³);

- щільність газу при t⁰ C (кг/м³).

де - коефіцієнт тертя ( 0,05 : 0,06 для цегляної труби 0,02 : 0,03 для металевої труби);

Н – висота димової труби (м);

d_ср. – середній діаметр труби (м).

оср. - середня швидкість димових газів в трубі (м/с);

- щільність газу при 0° С;

- коефіцієнт об’ємного розширення.

- середня температура газів в трубі (°С)

(Па)

де - швидкість газів в розрізах 1-1 (основа труби) і 2-2 (устя труби)

(Па)

де - температура газів на виході із труби °С.

Підставивши значення Р_геом, Р_тр., Р_зв., Р _вих. в формулу отримаємо:

1,3 Р_втр. = q . Н ( -

Із цієї формули і визначається висота димової труби Н.

Для використання цієї формули потрібно знати температуру газів в усті труби t₂ (розріз 2 : 2) і середню температуру газів в трубі.

Для цього попередньо визначають орієнтовно висоту труби по формулі

де dу– діаметр устя (м)

Використавши отримане приблизне значення висоти труби і задаючись падінням температури газів на 1 м висоти ( для цегляних труб воно складає 1,5 : 1,6 °С /м, у металевих 3:4 °С/м висоти) визначають і , співвідношення між dу і dосн. (розріз 2:2 і 1:1) приймають рівним:

Вимушена тяга утворюється з допомогою вентиляторів (тяга прямої дії) або ежекторами (тяга непрямої дії)

Вентелятори (димососи прямої дії) використовують при великому опорі димового тракту і порівняно невеликих температурах (до 600°С)

Вентилятори із вуглицевої сталі успішно працюють при 200-250°С, а при 400 : 600°С використовують спеціальні вентилятори з водоохолоджуючими підшипниками і валами. Вентилятори підбірають по номограмі або каталогу. За основний критерій приймають витрати газу за годину і суму втрат тиску ( з запасом на 25%). Ежектори використовують для витяжки газів з любою температурою.

Принцип дії ежектора заключається в слідуючому : струя ежектуючого газу, виходячи з великою швидкістю із сопла утворює розрідження і захватує із собою газ із навколишнього середовища . Ежекція проводиться вентиляторним або компресорним повітрям, стиснутим паром або газом під тиском.

Контрольні запитання:

1. Яка струя називається вільною?

2. Чому дорівнює початкова ділянка струї?

3. Як можуть бути направлені струї?

4. Що виникає при виході струї із насадки і вході її в трубу?

5. Який прилад називають інжектором?

6. Яким буває рух газів в робочому просторі?

7. Чому в печах факели не направляють прямо на виріб?

8. Якою буває тяга в печах?

9. Як визначається висота димової труби?**

10.Принцип дії ежектора?*

Література: 1, с. 11-13., 2, с.36-39.