Н.2 Порядок расчета параметров паровой завесы

Исходными величинами для расчета параметров завесы принимают:

- давление и удельный объем пара в коллекторе завесы;

- скорость ветра;

- плотность (температура) воздуха;

- высота и периметр защищаемой зоны объекта;

- высота верхней кромки ограждения над коллектором;

- высота опоры коллектора.

Рассчитывают следующие величины.

Н.2.1 Расстояние X, м, от коллектора завесы до защищаемого объекта

Х = 0,25Н, (H.1)

где Н - высота защищаемой зоны объекта, м.

Н.2.2 Длина коллектора L_кол, м

L = Р + 8Х, (Н.2)

кол

где Р - периметр защищаемого объекта, м.

Н.2.3 Удельный расход пара из отверстий коллектора ро_0 W_0, кг/(м2 х с)

"Формула (Н.3)"

Н.2.4 Диаметр отверстий на коллекторе d_0, м

1,5

po W 1,5

в в H

d = (───────) ─────, (Н.4)

0 po W 0,5

0 0 X

где ро - плотность воздуха, кг/м3;

в

W - скорость ветра, м/с.

в

Если по условиям расчета задается диаметр отверстий, то следует определить высоту завесы Н_з, м

ро W

0,333 0,667 0 0

H = Х d ──────. (Н.5)

з 0 ро W

в в

Н.2.5 Расстояния между отверстиями l, м

h

l = ─────, (H.6)

2,0

где h - высота верхней кромки ограждения над коллектором, м.

Н.2.6 Количество отверстий n, шт.

L

кол

n = ───── + 1. (H.7)

l

Н.2.7 Диаметр коллектора D_кол, м

D = 1,83 d кв.корень(n). (Н.8)

кол 0

Н.2.8 Расход пара G_п, кг/с:

G = 0,785 фи d n ро W. (H.9)

п 0 0 0

где фи - коэффициент расхода пара через отверстие (фи от 0,6 до 0,8).

Н.2.9 Общая высота ограждения h_огр, м:

h = h + h. (Н.10)

огр б

где h - высота опоры коллектора, м.

б

Н.2.10 Расстояние от ограждения до коллектора Х_1, м:

Х = 0,25h. (Н.11)

Н.2.11 Длина ограждения L_огр, м:

L = L + 8 X. (Н.12)

огр кол 1

Указанный порядок расчета проводят после ориентировочного выбора значений давления пара и диаметра отверстий в коллекторе по таблице Н.1.

Таблица H.1 - Изменение высоты завесы в зависимости от диаметра отверстий и давления пара

┌─────────┬─────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ P_1, │ d_0, мм │

│10(5) Па │ │

│ ├───────┬──────┬───────┬──────┬───────┬──────┬───────┬────────┤

│ │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10 │

├─────────┴───────┴──────┴───────┴──────┴───────┴──────┴───────┴────────┤

│ W_в = 2 м/с │

│ │

│ 3 3,30 4,05 4,7 5,3 5,9 6,5 7,0 7,5 │

│ │

│ 4 4,00 4,80 5,5 6,3 7,0 7,6 8,2 8,7 │

│ │

│ 5 4,50 5,40 6,3 7,2 7,9 8,7 9,3 10,0 │

│ │

│ 6 4,85 5,80 6,7 7,7 8,5 9,3 10,0 - │

│ │

│ 7 5,25 6,30 7,3 8,3 9,2 10,0 - - │

│ │

│ 8 5,50 6,60 7,6 8,7 9,5 - - - │

│ │

│ 9 5,75 7,00 8,0 9,2 10,0 - - - │

│ │

│ 10 6,15 7,40 8,5 9,8 - - - - │

│ │

│ 12 6,70 8,00 9,3 11,0 - - - - │

│ │

│ 14 7,10 8,50 10,0 - - - - - │

│ │

│ 16 7,50 9,00 - - - - - - │

│ │

│ W_в = 3 м/с │

│ │

│ 4 2,60 3,20 3,70 4,20 4,60 5,0 5,5 5,80 │

│ │

│ 5 3,00 3,60 4,15 4,80 5,25 5,7 6,2 6,60 │

│ │

│ 6 3,20 3,90 4,50 5,15 5,70 6,2 6,7 7,15 │

│ │

│ 7 3,50 4,20 4,85 5,50 6,10 6,7 7,2 7,70 │

│ │

│ 8 3,65 4,40 5,20 5,80 6,40 7,0 7,6 8,10 │

│ │

│ 10 4,10 5,00 5,70 6,50 7,20 7,9 8,5 9,10 │

│ │

│ 12 4,40 5,40 6,20 7,00 7,80 8,5 9,2 9,80 │

│ │

│ 16 5,00 6,00 6,90 7,80 8,70 9,5 10,3 - │

│ │

│ W_в = 4 м/с │

│ │

│ 4 - 2,40 2,80 3,1 3,50 3,8 4,1 4,4 │

│ │

│ 5 - 2,80 3,10 3,5 3,90 4,3 4,6 5,0 │

│ │

│ 6 2,42 2,92 3,36 3,8 4,25 4,6 5,0 5,4 │

│ │

│ 7 2,60 3,16 3,60 4,1 4,60 5,0 5,4 5,8 │

│ │

│ 8 2,70 3,30 3,80 4,3 4,80 5,2 5,6 6,0 │

│ │

│ 9 2,90 3,45 4,00 4,5 5,00 5,5 5,9 6,3 │

│ │

│ 10 3,10 3,74 4,30 4,9 5,40 5,9 6,4 6,8 │

│ │

│ 12 3,30 4,10 4,70 5,1 5,90 6,4 6,9 7,4 │

│ │

│ 15 3,60 4,40 5,00 5,7 6,30 6,9 7,4 8,0 │

│ │

│ W_в = 6 м/с │

│ │

│ 4 - - 1,84 2,10 2,30 2,54 2,75 2,90 │

│ │

│ 6 - 1,95 2,25 2,57 2,82 3,10 3,34 3,60 │

│ │

│ 8 - 2,20 2,52 2,90 3,20 3,50 3,80 4,00 │

│ │

│ 10 2,10 2,50 2,85 3,16 3,60 4,00 4,30 4,60 │

│ │

│ 12 2,20 2,65 3,06 3,40 3,85 4,20 4,60 4,90 │

│ │

│ 15 2,42 2,90 3,86 3,82 4,25 4,60 5,00 5,35 │

└───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

В вертикальной графе даны значения давления пара, в горизонтальной - диаметры отверстий, а в пересечении горизонтальных и вертикальных граф высоты паровых завес (высота защищаемых зон) в метрах.

Таблица составлена для скоростей ветра 2, 3, 4 и 6 м/с. При больших скоростях ветра указанные величины следует принимать такими же, что и для 6 м/с. Таблица дает возможность оценить необходимое значение давления пара и соответствующий ему диаметр отверстий для обеспечения требуемой высоты завесы (высоты защищаемого объекта).

Для одного и того же давления пара высота завесы будет тем больше, чем больше диаметр отверстий. Однако с увеличением диаметра будет увеличиваться расход пара. Следует подбирать давление пара и диаметр отверстий таким образом, чтобы были обеспечены требуемая высота завесы и наиболее экономичный отбор пара. Диаметр отверстий следует принимать наименьшим из возможного (но не менее 3 мм) для каждого давления пара.

Пример - Расчет параметров паровой завесы для технологической трубчатой печи (радиантно-конвекционной с вертикальным движением газов).

Данные для расчета

Периметр защищаемой зоны Р = 20 м, высота защищаемой зоны Н = 6 м. В коллектор завесы имеется возможность подать перегретый пар давлением до р_1 = 12 х 10(5) Па. Средняя температура наиболее холодного периода времени t_в = -15°С (ро_в = 1,36 кг/м3). Атмосферное давление р_2 приблизительно = 10(5) Па. Скорость ветра W_в = 2 м/с. Коллектор завесы удобно расположить на бетонных опорах высотой h_б = 0,2 м, а высоту верхней кромки ограждения над коллектором завесы принять равной h = 0,5 м.

Расчет

Используя данные таблицы H.1, определяем, что для защищаемой зоны высотой 6 м и давлением пара до 12 x 10(5) Па при скорости ветра 2 м/с целесообразно принять: р_1 = 10(6) Па и d_0 = 3 мм (в таблице для высоты завесы 6,15 м соответствует наименьший диаметр отверстия d_0 = 3 мм и давление р_1 = 10(6) Па). Удельный объем пара при p_1 = 10(6) Па равен V_1 = 0,2 м3/кг.

Расстояние Х от коллектора до защищаемого объекта:

X = 0,25 H = 0,25 x 6 = 1,5 м.

Длина коллектора завесы L_кол:

L = р + 8 X = 20 + 8 х 1,5 = 32 м.

кол

Удельный расход пара из отверстий коллектора ро_0 W_0:

"Рис. Формула расчета удельного расхода пара из отверстий коллектора ро_0 W_0"

Диаметр отверстий на коллекторе d_0:

1,5

po W 1,5 1,5 1,5

в в H 1,36 х 2 6

d = (───────) х ───── = (────────) х ─────── =

0 po W 0,5 719 0,5

0 0 X 1,5

-3

= 2,8 х 10 м = 3 мм.

Расстояние между отверстиями l:

h 0,5

l = ───── = ───── = 0,25 м = 250 мм.

2,0 2,0

Количество отверстий n:

L

кол 32

n = ──── + 1 = ──── + 1 = 129 шт.

l 0,25

Диаметр коллектора завесы D_кол:

-3

D = 1,83 d кв.корень(n) = 1,83 x 3 x 10 кв.корень(129) =

кол 0

-3

= 63 х 10 м = 63 мм.

Расход пара G_п:

2 -3 2

G = 0,785 фи d n ро W = 0,785 x 0,8(3 x 10) 129 x 719 =

п 0 0 0

= 0,524 кг/с.

Общая высота ограждения h_огр:

h = h + h = 0,5 + 0,2 = 0,7 м.

огр б

Расстояние от ограждения до коллектора Х_1:

X = 0,25 h = 0,25 x 0,5 = 0,125 м.

Длина ограждения L_oгр:

L = L + 8 X = 32 + 8 x 0,125 = 33 м.

огр кол 1

Поиск по сайту: