Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
=-(N{+N 2),кВт.
(145)
Л
, кВт,
или
г _ 1000Fm?Ymvo
(146)
580
Рис. 7. Схема расположения материала в печи
где F — площадь сечения материала (кругового сег-
М 2
мента), м ; L — длина корпуса или его части одного диаметра, м; ум — объемный вес материала, т/м3; v0
— окружная скорость центра тяжести площади сечения материала, м/с.
Чтобы по приведенному уравнению можно было определить полезно расходуемую мощность, необходимо знать количество находящегося в печи материала или его среднюю площадь сечения, объемный вес материала и его угол естественного откоса при движении.
Так как по мере перемещения материала вдоль печи его физические свойства непрерывно изменяются и у теплообменников, а также у порога, если корпус печи составлен из частей разного диаметра, происходит скопление материала, определение средней скорости его движения и площади сечения теоретическим путем связано с очень большими трудностями. При излагаемом ниже выводе уравнения, определяющего мощность, необходимую для подъема материала, принимаем, исходя из практических данных, что:
1) коэффициент заполнения печи материалом къ = 0,09 при ее наклоне к горизонту, равном 4,5 %; к3 = 0,10 при наклоне 4 %; к3 = 0,11 при наклоне 3,5 % и к3 = 0,12 при наклоне 3 %;
2) средний объемный вес материала ум = 1,2 т/м3;
3) угол естественного откоса материала при движении ср = 42°.
Так как площадь сечения материала в печи по форме является круговым сегментом, окружная скорость его центра тяжести при вращении печи равна:
7in 2 R3 sin3 а .
vft -----------52------г— sin ф, м/с.
0 30 3 LnRl
(147)
Подставляя в уравнение (146) принятые значения для объемного веса материала ум, угла естественного откоса при движении и окружной скорости v0, и произведя сокращения числовых величин, получаем:
N{ = 0,55nLRc B3sin3a. (148)
Неизвестной величиной в приведенном уравнении является лишь угол а, равный половине центрального угла, опирающегося на хорду кругового сегмента. Однако он легко находится из уравнения
F. =¦
Rt
п- 2а . х
— -s,„2a
581
которое выражает площадь кругового сегмента. Подставляя в это уравнение вместо Fm принятую для нее числовую величину, соответствующую наклону печи, например, 4,5 %, получаем:
-sin2а ,
\
откуда
а = 44°.
Определенные таким же путем центральные углы равны: а = 46° при наклоне печи 4,0 %; а = 48° при наклоне печи 3,5 %; а = 50° при наклоне печи 3,0 %.
Трение качения бандажа по роликам незначительно по сравнению с трением скольжения цапф роликов о вкладыши подшипников, поэтому нет необходимости его вычислять отдельно, а целесообразнее учитывать повышением коэффициента трения скольжения. Тогда мощность, необходимая на преодоление трения в подшипниках роликов и бандажей о ролики, может быть найдена из уравнения:
Подставив в уравнение (146) приведенные значения для силы трения окружной скорости цапфы уц и произведя сокращения, имеем:
После подстановки значений JV, и N2 в уравнение (145) оно принимает окончательный вид:
N. =Р v /102 кВт,
2 тр ц 5
Сила трения и окружная скорость цапф соответственно равны: Рр = (1000/G)/cos(30°) = 1160/7
(149)
И
V,
кГцп D{
u 30 Dp
N2 =1,19 fruGn^. “ Dp
(150)
582
где/— коэффициент скольжения между цапфами роликов и вкладышами подшипников; гц — радиус цапф роликов, м; п — число оборотов печи в минуту; D6 — диаметр бандажей, м; Dp — диаметр опорных роликов, м; G — общий вес вращающейся части печи, т.
По этому уравнению определяется общая мощность, потребная для вращения печи с корпусом одного диаметра по всей длине. Если корпус состоит из зон разного диаметра, то потребная мощность вычисляется для каждой зоны отдельно и затем суммируется.
Для подшипников опорных роликов картерного типа с бронзовыми вкладышами и непрерывной подачей масла на цапфы рекомендуется коэффициент трения выбирать равным 0,02-0,04. С учетом трения качения бандажей по роликам приведенные значения необходимо повысить до 0,03-0,06.
Расход мощности на преодоление трения в приводном механизме и уплотнительных устройствах учитывается в КПД установки. Величина его зависит от конструкции приводного механизма, правильности его монтажа и эксплуатации, и в среднем равна 0,9 для механизма закрытого типа, 0,85 — для смешанного и 0,8 — для открытого.
При определении необходимой мощности для вращения печи в расчетное уравнение (151) подставляют нормальное число оборотов. Но при эксплуатации печь часто вращается с повышенным числом оборотов, на что требуется и повышенная мощность. В момент пуска печи также необходима мощность выше нормальной на преодоление силы инерции вращающейся части печи. Учитывая это, мощность электродвигателя печи следует выбирать на 20-25 % выше той, которая определяется по уравнению (151).
Наблюдения за работой вращающихся печей показывают, что мощность, потребляемая ими, с увеличением срока их эксплуатации значительно возрастает. Если производительность печи постоянна, то мощность может возрастать вследствие плохого ухода за подшипниками опорных роликов, что вызывает повышение коэффициента трения между вкладышами подшипников и цапфами роликов; перекашивания опорных роликов относительно оси печи; искривления корпуса печи из-за неправильной установки опорных роликов по высоте, неравномерного износа вкладышей подшипников, неправильного соединения отдельных звеньев корпуса между собой и неравномерного нагрева корпуса при эксплуатации; плохого ухода за приводным механизмом и трения в контрольных роликах, что имеет место при неустойчивом положении корпуса на опорных роликах, когда он, перемещаясь, производит давление то на верхний, то на нижний контрольный ролик.
