63. Механика газов в стекловаренных печах. Основы аэродинамического расчета стекловаренных печей.

Вычисления по механике газов при проектировании печей выполняются с целью определения сопротивлений на пути движения воздуха или продуктов горения, что необходимо для выбора тягодутьевых устройств или расчёта дымовой трубы.

В стекловаренных печах, работающих на высококалорийном топливе, на горение воздух часто подаётся под действием геометрического напора, создающегося в регенераторах (или рекуператорах) или горелках. Однако при значительном сопротивлении применяют искусственную подачу воздуха.

Продукты горения удаляются из рабочего пространства печи в атмосферу через систему клапанов и боровов и дымовую трубу, благодаря создавшемуся в них разряжению под действием вентиляторов (дымососа) или только геометрического напора в трубе. Удаление продуктов горения из печи без применения дымососов может быть только при относительно высоких температурах продуктов горения и достаточно большой высоте трубы.

При подаче воздуха на горение в печь под действием геометрического напора необходимо определить потери давления на преодоление сопротивлений по пути движения воздуха и сравнить его с геометрическим напором, возникающим в регенераторах и горелках. Разница между данными величинами представляет собой запас давления. Такой запас должен быть не менее 20%. В противном случае следует применять искусственную подачу воздуха.

При искусственной подаче воздуха на горение в печь расчет сводится к определению потерь давления на преодоление сопротивлений с целью подбора нагнетательных устройств.

Особенностью аэродинамического расчета стекловаренных печей являются невысокие давления и относительно высокие температуры газов, за редким исключением случаев применения высоких давлений воздуха для организации процессов сжигания топлива.

где Н и р_в — соответственно полная высота участка (м) и плотность (кг/м³) атмосферного воздуха; р_г – плотность нагретого газа (кг/м³)

2)Потери давления на преодоление сопротивлений, возникающих на пути движения газа:

–потери на трение о стенки, Па; – потери на местные сопротивления, Па.

2.1) Потери давления на местные сопротивления:

2.1.1)Действительный расход газа, м³/с

где и− соответственно объёмный расход газа при температуреt и нормальных условиях (0°С и 101,3 кН/м²), м³/с;

t − температура участка, °С.

2.1.2)Плотность газа, кг/м³

2.1.3)Средняя действительная скорость на расчётном участке, м/с:

где − площадь сечения канала данного участка.

2.1.4) Потери давления на преодоление местных сопротивлений, Па:

где − коэффициент местного сопротивления.

2.2)Потери давления в различных теплообменных устройствах(регенератор, рекуператор)

2.3)Потери давления на трение о стенки, Па

_где − коэффициент сопротивления на трение.

где λ_тр – коэффициент трения газов о стенки. l – длина канала, м;

d_э – эквива­лентный диаметр канала, м.

_{3)Потеря давления газа при его нагреве в регенераторе или рекуператоре во время движения от t1 до t2, Па:}

_{4)Запас давления,Па:}