Способы создания вынужденного движения в печах

Струи газов, образованные горелками и форсунками, являются, как уже отмечалось, важнейшей причиной движения газов в печи.

Струи – факелы не направляют непосредственно на нагреваемые изделия, чтобы избежать перегрева. Пламя выходящее из горелок не должно достигать противоположной стенки печи. Горелки, расположенные на противоположных стенках печи, следует устанавливать в шахматном порядке во избежание столкновения струй. Учитывая разряжение, существующее в корневой части

струи горелки, не следует располагать горелки вблизи окон печи для предотвращения подсоса в печь холодного воздуха.

Дымовые трубы. Роль этих устройств изначально была двоякой – создание разряжения, необходимого для движения газов в печи, и удаление из неё дымовых газов. В настоящее время для создания требуемых разрежений применяют дымососы, стоимость которых ниже, чем стоимость равнозначных труб. В ряде случаев использование высоких дымовых труб вообще неприемлемо. Поэтому роль дымовых труб в настоящее время сводится к удалению в атмосферу дыма в соответствии с санитарными нормами. В связи с изложенным, ниже приводится только схема расчёта дымовой трубы. При необходимости методика предварительного и окончательного расчёта дымовой трубы может быть взята из [1], а аналитическое решение приведено в [9].

Целью расчёта дымовой трубы является вычисление её высоты и диаметра. Исходными данными для расчёта являются: удельный расход продуктов горения и температура газов, которые необходимо удалить из рабочего пространства печи, а также сумма потерь давления на пути газа от пода печи до основания трубы Σ_{пот.печи.}.

Площадь сечения (устья) трубы – F _у определяют по формуле:

, м³, где:

- V_o – удельный расход продуктов горения, м³/с;

- W_у – максимально допустимая скорость дыма на выходе из устья трубы (по практическим данным 2,5…3 м/с).

Диаметр трубы вычисляют по формуле: ,м².

По соображениям устойчивости трубы, диаметр её основания принимают равным: d_осн. =1,5d_у.

Высота трубы должна быть такой, чтобы создаваемое ей геометрическое давление, было больше суммарных потерь давления на пути газа от пода печи до устья трубы:

, где: (3.12.)

- 1,3 – коэффициент запаса, учитывающий возможность работы печи в форсированном режиме;

- H- высота трубы, м;

- р_{пот.тр .} - потери давления на трение в трубе;

- р_{пот.суж.} -потери давления на сужение трубы;

- р_{пот.вых .} – потери давления на выходе из устья.

Дымососы прямого действия (рис. 3.9,а) это высокотемпературные отсасывающие вентиляторы центробежного типа. Производительность дымососов достигает нескольких тысяч кубических метров дыма в час. Температура дымовых газов, проходящих через них, не должна превышать 673…723 К. При более высоких температурах используют дымососы косвенного типа.

Рис. 3.9. Дымососы. а – прямого;

б - косвенного действия

Дымососы косвенного типа(рис. 3.9.,б) отсасывают дым из печей, используя принцип работы эжектора, рассмотренный в п. 3.2.2.

а) б)

Вентиляторы. Движение газов в электрических нагревательных печах может осуществляться с помощью вентиляторов. На рис. 3.10 показано движение газов в элеваторной электропечи с защитной атмосферой для отжига металла в период промежуточного охлаждения отливок. В водоохлаждаемом теплообменнике 4 защитный газ охлаждается до температуры безопасной для работы вентилятора 1.

Рис. 3.10. Элеваторная электропечь с теплообменником

1- вентилятор; 2 – печное пространство; 3 - отливки; 4 - водоохлаждаемый теплообменник.