Расчёт аэродинамических сопротивлений дымового тракта
Геометрическое сопротивление
где 
- высота участка, м.
- ускорение свободного падения, м2/с
, 
- плотность воздуха и дымовых газов, кг/м3
, 
Геометрическое давление при нисходящем движении горючего газа или воздуха является сопротивлением, при восходящем движении потока оно благоприятствует движению, уменьшая общее сопротивление.
Суммарное геометрическое сопротивление:
Па
Потери напора на преодоление сил трения:
где 
 |  |
 |  |
 |  |
Общие потери напора на преодоление сил трения:
Потери напора на преодоление местных сопротивлений:
где 
- коэффициент местного сопротивления:
т.1 – поворот на 90°, 
т.2 – расширение 
, 
т.3 – поворот на 90°,
т.4 – сужение 
, 
т.5 – поворот на 90° и сужение, 
т.6 – 
где 
- число рядов кирпича в насадке
- размер ячейки, мм.
где 
- высота насадки, м.
- высота кирпича, м.
т.7 – поворот на 90°,
т.8 и т.9 – поворот на 45°, 
т.10 – шибер, 
т.11 – поворот на 90°,
Суммарные потери напора на преодоление местных сопротивлений:
Общие потери:
Среднее количество продуктов сгорания:
Расчёт дымовой трубы
Принимаем выходную скорость газов из трубы равной
3 м/с.
Площадь сечения устья дымовой трубы:
Диаметр устья:
Скорость движения дымовых газов в основании трубы:
Диаметр основания трубы:
Суммарное сопротивление трассы:
Принимаем среднюю температуру окружающего воздуха 
.
Ориентировочная высота трубы 
при 
, 
и 
равна 84 м.
Температура в устье трубы
Средняя температура по высоте печи:
Высоту кирпичной дымовой трубы определим по формуле:
где 
- коэффициент местного сопротивления на выходе дымовых газов из трубы в атмосферу
- скорость дымовых газов на выходе из трубы в атмосферу, м/с
- коэффициент трения о стенки трубы.
Принимаем 
.
Приложение 1
Энтальпия, кДж/м3 (ккал/м3), воздуха и газов при различных температурах и
постоянном давлении 101,3 кН/м2 (760 мм рт.ст.)
| Температура, К (оС) | СО2 | N2 | О2 | Н2О | Воздух сухой |
| 373 (100) | 172,00 (41,08) | 130,13 (31,08) | 131,93 (31,61) | 150,18 (35,87) | 130,51 (61,17) |
| 473 (200) | 361,67 (86,38) | 260,60 (62,24) | 267,38 (63,86) | 303,47 (72,48) | 261,94 (62,56) |
| 573 (300) | 564,24 (134,76) | 392,41 (93,72) | 407,48 (97,32) | 461,36 (110,19) | 395,42 (94,44) |
| 673 (400) | 777,44 (185,68) | 526,89 (125,84) | 551,85 (131,80) | 623,69 (148,96) | 532,08 (127,08) |
| 773 (500) | 1001,78 (239,26) | 664,58 (158,75) | 700,17 (167,25) | 971,55 (189,05) | 672,01 (160,50) |
| 873 (600) | 1236,76 (295,38) | 805,06 (192,30) | 851,64 (203,40) | 964,68 (230,40) | 814,96 (194,64) |
| 973 (700) | 1475,41 (352,38) | 940,36 (224,59) | 1005,24 (240,24) | 1143,64 (273,14) | 960,75 (229,46) |
| 1073 (800) | 1718,95 (410,52) | 1094,65 (261,44) | 1162,32 (277,60) | 1328,11 (317,20) | 1109,05 (264,88) |
| 1173 (900) | 1972,43 (471,06) | 1243,55 (297,00) | 1319,67 (315,18) | 1517,87 (362,52) | 1259,36 (300,78) |
| 1273 (1000) | 2226,75 (531,80) | 1393,86 (332,90) | 1480,11 (353,50) | 1713,32 (409,20) | 1411,86(337,20) |
| 1373 (1100) | 2485,34 (593,56) | 1546,14 (369,27) | 1641,02 (391,93) | 1913,67 (457,05) | 1565,94 (374,00) |
| 1473 (1200) | 2746,44 (655,92) | 1699,76 (405,96) | 1802,76 (430,56) | 2118,78 (506,04) | 1721,36 (411,12) |
| 1573 (1300) | 3010,58 (719,03) | 1857,74 (443,69) | 1966,05 (469,56) | 2328,01 (556,01) | 1879,27 (448,86) |
| 1673 (1400) | 3276,75 (782,60) | 2012,36 (480,62) | 2129,93 (508,70) | 2540,25 (606,70) | 2036,87 (486,50) |
| 1773 (1500) | 3545,34 (846,75) | 2170,55 (518,40) | 2296,78 (548,55) | 2758,39 (658,80) | 2196,19 (524,55) |
| 1873 (1600) | 3815,86 (911,36) | 2328,65 (556,16) | 2463,97 (588,48) | 2979,13 (711,52) | 2356,68 (562,88) |
| 1973 (1700) | 4087,10 (976,14) | 2486,28 (593,81) | 2632,09 (628,66) | 3203,05 (765,00) | 2517,60 (601,29) |
| 2073 (1800) | 4360,67 (1041,48) | 2646,74 (632,16) | 2800,48 (668,88) | 3429,90 (819,18) | 2680,01 (640,08) |
| 2173 (1900) | 4634,76 (1106,94) | 2808,22 (670,70) | 2971,30 (709,65) | 3657,85 (873,62) | 2841,43 (678,87) |
| 2273 (2000) | 4910,51 (1172,80) | 2970,25 (709,40) | 3142,76 (750,60) | 3889,72 (929,00) | 3006,26 (718,00) |
| 2373 (2100) | 5186,81 (1238,79) | 3131,96 (748,02) | 3314,85 (791,70) | 4121,79 (984,69) | 3169,77 (757,05) |
продолжение приложения 1
| Температура, К (оС) | СО2 | N2 | О2 | Н2О | Воздух сухой |
| 2473 (2200) | 5464,20 (1305,04) | 3295,84 (787,16) | 3487,44 (832,92) | 4358,82 (1041,04) | 3338,21 (797,28) |
| 2573 (2300) | 5746,39 (1371,72) | 3457,20 (825,70) | 3662,33 (874,69) | 4485,34 (1097,79) | 3500,54 (836,05) |
| 2673 (2400) | 6023,25 (1438,56) | 3620,58 (864,72) | 3837,64 (916,56) | 4724,37 (1154,88) | 3665,80 (875,52) |
| 2773 (2500) | 6303,53 (1505,50) | 3786,09 (904,25) | 4014,29 (958,75) | 5076,74 (1212,50) | 3835,29 (916,00) |
Приложение 2
Физические характеристики воздуха и продуктов сгорания среднего состава
( при давлении 0,1013 Мн/м2)
| Температура оС | Средняя теплоемкость с кдж/(м3град) | Коэффициент теплопроводности  Вт/м град | Коэффициент кинематической вязкости  м2/сек | |||
| воздуха | продуктов сгорания | воздуха | продуктов сгорания | воздуха | продуктов сгорания | |
| 1,318 1,324 1,332 1,342 1,354 1,366 1,382 1,396 1,410 1,424 1,437 1,449 1,460 1,472 1,483 | 1,359 1,370 1,381 1,397 1,415 1,431 1,448 1,460 1,472 1,485 1,498 1,511 1,523 1,535 1,548 | 2,47 3,21 3,93 4,61 5,22 5,76 6,22 6,71 7,18 7,64 8,08 8,51 8,93 9,52 9,99 | 2,28 3,13 3,93 4,84 5,70 6,56 7,42 8,28 9,16 10,01 11,12 11,75 12,62 13,50 14,42 | 13,3 23,2 34,9 48,3 63,1 79,2 96,8 115,1 134,7 155,2 176,7 199,2 222,7 248,0 273,0 | 12,2 21,5 32,8 45,8 60,4 76,3 93,61 112,1 131,8 152,5 174,3 197,1 221,0 246,5 272,0 |
Приложение 3
Рис.1 Номограмма для определения высоты трубы
Библиографический список
- Теплотехнические расчёты металлургических печей / Под ред. А.С.Телегина. – М., Металлургия, 1970.
- Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчёты металлургических печей. – М., Металлургия, 1986.
- Будрин Д.В. и др. Металлургические печи, т.1. Под ред. М.А.Глинкова. – М., Металлургия, 1963.
- Сеничкин Б.К. Газодинамические расчеты элементов теплоэнергетических систем. – МГТУ, 2002
- Металлургическая теплотехника / В.А.Кривандин, И.Н.Неведомская, А.В.Егоров и др. Под ред. В.А.Кривандина. М., Металлургия, 1986.
- Металлургические печи / Под ред.Глинкова М.А. – М.,Металлургия, 1964.
- Казанцев Е.И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. – М., Металлургия, 1975.
Содержание:
Утилизация тепла в металлургических цехах
- Регенеративные теплообменники…………………………1
- Конструкции регенераторов…………………………………5
- Регенеративные насадки……………………………………8
- Расчет теплообменных аппаратов……………………….13
- Аэродинамический расчет дымового тракта …………..21
5.1 Потери давления придвижении жидкости в
каналах и трубах…………………………. …………….21
Методические указания и расчет дымовой трубы…………………………………………………..26
- Пример расчета регенератора мартеновской печи……29
6.1 Расчет горения топлива………………………………..30
6.1.1 Расчет горения природного газа……………….30
6.1.2 Расчет горения мазута…………………………..32
6.1.3 Расчет горения смеси топлив ………………….33
6.2 Расчет насадки регенератора…………………………36
6.3 Аэродинамический расчет дымового тракта………..43
6.3.1 Расчет аэродинамического сопротивления дымового тракта…………………………………………………..46
6.3.2 Расчет дымовой трубы……………………………51
Приложение 1………………………………………………………53
Приложение 2………………………………………………………55
Приложение 3………………………………………………………56
Библиографический список………………………………………57