Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Лисиенко В.Г. -> "Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология" -> 139

Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.

Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология — М.: Теплотехник, 2004. — 592 c.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка): vrashaushiesyapechi2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 218 >> Следующая

365
Рассчитываем распределение температур и тепловых потоков в рабочем пространстве вращающейся печи для обжига сыпучего материала заданной производительности Р. Известны также расход природного газа В, продолжительность обжига (под которой понимается полное время пребывания материала в печи) t и геометрические размеры печи (ее длина, внутренний диаметр и толщина футеровки). Кроме того, из справочной литературы необходимо задать радиационные и теплофизические характеристики, материала, футеровки и продуктов сгорания, а также определить некоторые данные из расчета горения топлива (стехиометрическое число, выход продуктов сгорания и т.д.).
Уровень температур газового потока по длине обжиговой вращающейся печи, имеющей достаточно большую относительную длину (//?>к = 15-ь50), изменяется от 1000-1900 °С в зоне обжига до 400-800 °С на выходе из печи. Ввиду относительно небольших скоростей газов в рабочем пространстве доминирующую роль в теплоотдаче к материалу для этого класса печей играет излучение.
Наряду с лучистым теплопереносом в рабочем пространстве печи имеет место перенос тепла конвекцией и турбулентной теплопроводностью. При этом для низкотемпературных вращающихся печей доля конвективной теплоотдачи от газов к материалу и футеровке печи может быть значительна, а передача тепла за счет турбулентной теплопроводности невелика (на несколько порядков меньше передачи тепла конвекцией и излучением), и поэтому в дальнейших расчетах ее вклад в суммарный теплоперенос учитывать не будем.
Задача внешнего теплообмена. Разобьем печь по длине на пх участков (рис. 4.146). В данном случае на каждом участке печи выделяются три зоны: футеровки, материала, и газовая.
Суммарное число зон при этой схеме разбиения:
/=3«j + «2, (4.376)
366
11
s
Си
g-

б 7 8 9 10
13 14 15 16 17 —
'Ж& 5
Газ
Рис. 4.146. Схема разбиения печи на зоны: I— футеровка; II— материал; III— газ (продукты сгорания); 1-17 — номера зон
где пх — число участков по длине печи; и = 2 — число торцевых зон печи. Через т = 2и, + 2 обозначим число поверхностных зон, а через и = и — число объемных зон.
Зональный метод расчета сложного теплообмена применим в резольвентной постановке, непосредственно устанавливающей связь результирующего и собственного тепловых потоков.
Определение разрешающих обобщенных угловых коэффициентов. Коэффициенты для открытых участков футеровки и материала (ограничивающих объемную газовую зону) обозначим 4/ОТ.
Теплообмен между футеровкой и слоем сыпучего материала на участке их контакта в первом приближении будем рассматривать как теплообмен двух бесконечных параллельных пластин, разделенных диатермичной средой. Последнее допущение объясняется малостью зазора между этими двумя телами. Тогда разрешающие угловые коэффициенты в системе тел слой - футеровка на участке их контакта также можно найти решением системы уравнений:
хт/зак _
I Л___и
1
\т/зак _ Т ~
1-(1-Еф)(1-Ем) 1-(1-е„)(1-ем)
шзак 5 м-ф
1
1-(1-Еф)(1-ем)
1-Бд
(4.377)
1 —(1-Еф)(1-Ем)
где vF3aK — разрешающие угловые коэффициенты закрытых поверхностей футеровки и материала; еф и ем — степени черноты футеровки и материала.
Обобщенные угловые коэффициенты на данном участке печи необходимо рассчитывать с учетом площади контакта материала и футеровки:
367
где F™, F™ — площади открытых поверхностей материала и футеровки; F™ = F™ — площадь контакта материала и футеровки.
Обобщенные разрешающие угловые коэффициенты между зонами, расположенными на разных участках печи, необходимо определять аналогичным образом, учитывая закрытую и открытую части футеровки и материала:
В формулах (4.378) и (4.379) площади поверхностей открытой и закрытой частей футеровки и материала рассчитывают по формулам (см. рис. 4.146):
в которых / = //и,, где / — длина печи; пх — число участков по длине печи; р — центральный угол сегмента материала.
Геометрия рабочего пространства печи зависит от производительности печи и продолжительности обжига материала.
Площадь сегмента, занимаемого материалом в поперечном сечении печи, найдем по уравнению неразрывности для сыпучего материала:
— скорость перемещения материала по длине печи, м/с; мм = lit, здесь / — длина печи, м; t — продолжительность обжига материала, с.
Скорость перемещения отдельных частиц материала зависит от вида материала, размеров частиц, их формы, производительности печи, угла наклона печи и скорости вращения печи. Однако с точностью, приемлемой для инженерных расчетов, при моделировании можно принять допущение о том, что
(4.379)
vp = VII т/р ¦ ш =ш т/р
А—м А—м fh fh9 м—fh м—А м м'
ф-м ф-м ф ф9 м-ф м-ф м м'
FM = + F™ = /д2Л(Р/2) + /дЛР;
(4.380)
/ = Р/{р и ),
‘'м М М''9
(4.381)
где Р — производительность печи, кг/с; рм — плотность материала, кг/м3; им
все частицы сыпучего материала перемещаются вдоль печи с одинаковой скоростью им.
Зная площадь сегмента /м, занимаемого материалом, найдем центральный угол сегмента (3 (см. рис. 4.146), воспользовавшись известным тригонометрическим соотношением:
анах. Поскольку выразить явно Р из последнего выражения не представляется возможным, найдем величину центрального угла сегмента методом итераций, приняв в качестве итерационной формулы
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed