Contenido

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Resumen

El resumen

Introducción

1. La información teórica

1,1 Breve descripción del horno y se pesó fusión

1,2 la cuba de reacción. Descripción de su método refrigeración

1.3 Descripción del sistema de enfriamiento total. Sistema de enfriamiento con agua fría

1,4 partes para enfriar el agua de agua fría

2. Cálculo del modelo

2.1 Cálculo de las pérdidas por fricción

2.2 Cálculo de la pérdida de carga local

2.3 Las características de construcción de la red

2.4 Cálculo de transferencia de calor y masa

3. Los datos iniciales

4. Los resultados de los cálculos y su análisis

4,1 Cálculo de la resistencia b elevador y colector (sus sitios)

4,2 Cálculo de la resistencia b para todo el sistema refrigeración

4,3 Cálculo de las pérdidas totales en el cajón, el tubo ascendente, el colector y el sistema entero refrigeración

4.4 Preparación y resolución de ecuaciones Bernoulli

4,5 Cálculo de una ecuación para las características de presión

5. Las características de construcción de la red

6. Cálculo de la pérdida de calor

Conclusión

Referencias

Resumen

En el curso de este trabajo sistema de enfriamiento de agua tratada incrustado reacción cajones Horno de fusión rápida de Minas.

Páginas 33, cuadro 1, figura 4.

El resumen

En el curso dado trabajar el sistema de refrigeración por agua de cajones hipotecarios de eje reaccionario del horno pesados trajes de baño se examina.

Páginas 33, las tablas 1, figura 4.

Introducción

la mecánica de fluidos - uno de los principales disciplinas de la ingeniería, que se basa en la industria metalúrgica. Ella es una rama de la mecánica, que describe las leyes del equilibrio y el movimiento de los fluidos y gases y la interacción de estos entornos con sólidos.

Hidráulica - es una ciencia aplicada, dedicada puramente cuestiones de ingeniería de movimiento fluido y basado en los datos experimentales. Importancia práctica de la mecánica de fluidos es muy grande, ya que es la base para los cálculos de ingeniería en muchos campos de la tecnología y es la base para una serie de disciplinas especiales: ingeniería hidráulica, Máquinas hidráulicas (bombas y turbinas) de suministro de agua y alcantarillado, drenaje y riego, transporte de agua, etc.

Para Metalurgia - importancia ametrallador esta disciplina debido a las peculiaridades de la producción metalúrgica, y suministrar con precisión y descarga de gases, agua, ácidos y otros líquidos, pero el Es importante que el control de flujo es uno de los más convenientes métodos para regular el proceso de producción.

Gracias a la utilización de electrónica computadoras, mejoraron significativamente el diseño de tuberías. Usando esta técnica influido soluciones constructivas, con el fin permitido para esquemas complejos con nodos móviles, el uso de los cuales evitado debido a la dificultad de su cálculo.

1. La información teórica

1,1 Breve descripción del horno Fundición Flash y

En el corazón del método de fusión rápida de las reacciones de oxidación de sulfuro se están produciendo con considerable liberación de calor. Además, en el mineral original de concentrarse contiene cantidades significativas de sulfuros más altos son fácilmente disociar a 550-700 en C con eliminación de azufre elemental, quemado en el eje horno de fundición. Debido a esta fusión puede ser totalmente autógeno, es decir, puede ocurrir sin el costo

adicional de combustible o energía. En algunos casos, la falta de calor que puede compensar el déficit la alimentación de combustible a un horno, o para llevar a cabo la ex...

plosión de fundición, oxigenada. Mediante el ajuste del grado de enriquecimiento de la explosión con el oxígeno, es posible elegir las condiciones en que se producirá la fusión en modo silencioso parámetros constantes.El horno para la fundición suspensión (Fig. 1) se compone de tres partes principales:

- nbsp; reacción cilíndrico vertical (Fusión) de la mina, en el que la calcinación y la fusión de la carga en suspensión Estado;

- nbsp; cámara de decantación para separar mata y escoria y

- nbsp; apteyka ronda vertical que los gases de escape se descargan en la caldera de recuperación.

La Fig. 1. El horno para la fundición Estado

1 - quemador; 2 - la cámara de reacción; 3 - Baño de goteo; 4 - apteyk;

5 - caldera de recuperación; Calentador de aire de vapor - 6;

7 - el calentador de aire combustible

Tamaños de los hornos en diferente las plantas son diferentes. En nuestro caso, la altura de la cuba de reacción es de 9,5 m con un diámetro de 4,5 m. El área de los lodos del horno, la tasa de rendimiento de 8 t/m 2 Colono plaza es de 110 m 2 (22 5.5).

Horno - 900 toneladas/día.

nbsp;

1,2 la cuba de reacción. Descripción su método de refrigeración

En la mina (fusión) de reacción, que es parte de horno de fundición flash, el tostado y la fundición se producen lotes en suspensión estado. El diámetro interior del eje es 3,700 mm con una altura de 7400 mm, la cantidad igual a 80 m 3 . Eje de la carcasa está soldado y forrado dentro de magnesita (hromomagnezitovym) de ladrillo; el espesor del revestimiento de las paredes del pozo es 375 mm. Cuerpo de la mía, espesor - 375 mm, tal como se establece magnesita (hromomagnezitovogo) ladrillo. Eje del horno está suspendida de ocho barras redondas de acero de la estructura de soporte metálico especial. Forro mío se basa en dos zonas cajón circular, para fortificada haz anillo octogonal, que cubre el eje de la vivienda en su más bajo partes y se suspende en los anteriores ocho varillas de unión. Anillos artesonados minas recolectaron cajón de cobre plana dentro de la cual se llena de bobinas de acero para circulación de agua.

Los cajones en forma de medir el espesor de una placa rectangular y están conectados en secciones, cada una de que está equipado con un marco común. En este caso, todas las secciones adyacentes se unen entre sí una vertical y las direcciones horizontal y están conectados rígidamente a la portadora marco.

En el momento en que primero construyó hornos para fundición suspensión, no se han conocido a requisitos especiales refractarios y método para la colocación de la zona de reacción.

El primer diseño de la cuba de reacción, alineado con la tradicional métodos metalúrgicos derritiendo rápidamente destruidos por la caída en trabajar productos de fusión de minas de superficie.

También se reveló que el trabajo de los quemadores de fuel oil que aumentan la temperatura en el eje, remolinos turbulentos es inevitable. facilitar el descarte de productos líquidos en las paredes del eje y, como consecuencia, acelera la destrucción de la mampostería.

La mayor destrucción de la mucosa observado en la zona de temperaturas más altas. En la parte superior del eje hay el fenómeno contrario -. el depósito de cráneos magnetita naturaleza

revestimiento del horno de desgaste se produce por varias razones, desde que debe ser el principal destaque:

- nbsp; disolución y erosión de refractarios por la escoria que contiene ácido silícico;

- nbsp; impregnación mate revestimiento, la oxidación mate en los poros de ladrillo, acompañado en el volumen y el agrietamiento del refractario;

- nbsp; agrietamiento refractario debido a los cambios de temperatura.

La solubilidad de los componentes hromomagnezi...

tovoy forro escoria de silicato es pequeño, pero se amplifica en la región donde la escoria es continuamente lavados forro.Estos sitios son la mitad inferior de la cuba de reacción y las partes adyacentes de las paredes del colono.

Para realizar la albañilería sólo podrán ser utilizados apretados, sin grietas, daños externos y la distorsión de la geometría de absoluta hromomagnezitovy ladrillo seco. Cuando fusión es muy importante ajustar cuidadosamente ladrillos en el cumplimiento de las distancias mínimas.

En los últimos años, el más utilizado para el revestimiento Mío se fundición refractarios hromomagnezita fusionado con porosidad mínima, ya que este tipo de refractarios se hace de clinker.

A fin de mejorar la estabilidad de refractario realizado su enfriamiento generalizado.

En la actualidad se puede considerar más o menos óptimo el siguiente sistema de enfriamiento de la cuba de reacción:

- nbsp; la parte superior agua de la mina enfría carcasa metálica reflujo adyacente a revestimiento;

- nbsp; en la parte inferior Refrigeración de minas es cajones hipotecarios de cobre;

- nbsp; externo revestimiento de superficie media superior del eje se enfría el agua de riego;

- nbsp; parte inferior revestimiento de la mina es refrigerado por agua de tubos de riego perforadas suspendidas en dos los niveles. El agua de refrigeración se recoge en dos soldada a la carcasa de la cubeta y descargada por el desagüe.

El método de enfriamiento de la mina de horno de fusión, aunque parece primitivo, pero ha funcionado bien en la práctica de las empresas existentes. Film que fluye por una camisa de agua fiable y, lo más importante, se enfría de manera uniforme albañilería, creando las mejores condiciones para el trabajo de los refractarios.

en la tasa de desgaste de los refractarios en la zona de fusión en en gran medida afectada por la distancia entre los cajones de cobre. Cuanto más a menudo cajones entregados, más tiempo soportar mampostería exposición continua fundir, sin embargo, mayor es la pérdida de calor, y se desarrolla desfavorablemente en el balance térmico de la economía y de fusión.

Con la elección correcta de la distancia entre el grado de cajones desgaste del refractario en el primer año de funcionamiento del horno puede ser menor que 100 mm. En el segundo y tercer año del desgaste se reduce, ya que aumenta el disipador de calor, y forro cubierto con una capa de magnetita garnissazha que una gran medida protege de la destrucción adicional. Distancia seleccionada con éxito entre los cajones y modo de refrigeración, para extender el horno de campaña sin detenerlo para el reacondicionamiento de 3-4 años. También para el largo plazo vida revestimiento afecta significativamente el modo de fusión.

Si el cable de fusión de una rica mate, el proceso va acompañado de la formación de grandes cantidades de magnetita, que se deposita en la forma de acumulaciones en la sección de enfriamiento del revestimiento. Con el crecimiento de la capa de proceso de acreción magnetita se estabiliza y el revestimiento está en condiciones favorables propicias para su uso prolongado. Y el mayor Se observa la diferencia de temperatura en las zonas donde el revestimiento está desgastado más grado. Es en estas áreas se depositan magnetita acreción significativa, proteger el embrague de una mayor destrucción.

La situación es diferente en la fusión de pobres mate que es capaz de disolver una gran cantidad de magnetita. Pobre mate obtenida en el proceso, por lo general en una magnetita saturado. Corriendo por la las paredes de la cuba de reacción lenta de fusión disuelven una magnetita corteza, exponiendo el revestimiento subyacente, contribuyendo así a su intensidad desgaste. Hasta cierto punto, el mismo resultado se produzca un sobrecalentamiento excesivo productos ...

de fusión en una zona de reacción con el consumo excesivo de combustible en podtopku.La superficie exterior de la mitad superior de la carcasa del eje enfría agua de riego. Para lograr el revestimiento hromomagnezitovaya enfriamiento deseado debe encajar cómodamente dentro de la cáscara. En la parte inferior del eje de todo el" excedente" de la guarnición erosionado muy rápidamente en el futuro se establece en relación equilibrio, por lo que el revestimiento inicial no debe extenderse más de 250-300 mm. La parte superior del eje es suficientemente fiable, magnetita protegida la corteza y por lo tanto no requiere enfriamiento sustancial. Como es natural, que cuanto mayor es la temperatura de la explosión,

mayor será la cuba de reacción es una zona de temperaturas máximas, y la mayor parte del eje es necesario se Fettle con cajones de cobre incrustadas.

El peso del revestimiento de la mina se transfiere a la cinta de soporte, cuya función realizar hipotecas anillo cajones, firmemente fijados a la carcasa de la mina. Últimos está unido a las vigas y, por tanto, el eje está suspendido sin depender de un conjunto de sedimentación zona del horno.

Es nodo responsable es un compuesto de un horno de fusión de la mía con un conjunto de cámara de sedimentación. Esto es igualmente cierto para la articulación sumidero con apteykom. Conectar con minas cámara de asentamiento se hace de ladrillo conformado o material refractario fundido. Actualmente aleación refractaria es principalmente usado, método que es más sencillo pero, por su debe ser enfriada intensamente, ya que esta porción está expuesto continuamente a masa fundida que fluye. Por otra parte, la zona de fusión inferior adyacente al eje se obtiene arco sedimentador forma convexa y hermético de articulación complejo.

En algunas plantas que recubren la parte superior de la parte de conexión cajones refrigerados acordes fondo de la mina, y los cajones inferiores instalados entre los refractarios arco y elenco. Incrustado en el revestimiento del anillo de tubos en forma de fundición de cobre refrigerado por agua. La expansión térmica entre la bóveda colono y el eje compensado por las juntas de dilatación entre la bóveda y forrada refractarios fundido.

El punto de este diseño débil es la falta de resistencia a la corrosión moldeable en estado fundido refractario, por lo el diseño debe proporcionar una refrigeración intensiva que permitiría la formación de un garnissazha capa suficientemente gruesa. El consumo de agua debe ser grande y el suministro de agua debe llevarse a cabo en dos en paralelo sistemas, ya que incluso una parada momentánea en el suministro de agua puede conducir a conexiones de burnout y el fracaso de todo el horno.

La vida útil de los puntos críticos de la guarnición horno, que incluyen principalmente árboles de transmisión con un conjunto de colonos depende de la fiabilidad de refrigeración. Incluso cuando un suministro continuo de agua puede bloqueo debido a los depósitos de sal, la suspensión o terminación de los ingresos agua para los elementos individuales en su sobrecalentamiento y el agua hirviendo para dar bloqueo de vapor. Una corta estancia en un elemento de refrigeración estado inevitablemente conduce a su agotamiento y apagado. Para asegurar la ininterrumpidas hornos de fundición de enfriamiento de flash organizan continua control automático de la presión de entrada de agua de refrigeración, su velocidad de flujo, El agua de combustión en las zonas más críticas del horno. Aparte De Además, la instalación y el ajuste para el suministro de agua de refrigeración para ser equipado con bomba de emergencia de alta velocidad se activa automáticamente cuando fracaso del sistema de suministro de agua principal.

1.3 Descripción del sistema global enfriamiento. Sistema de enfriamiento con agua fría

Hasta hace poco, el único s...

istema en la industria enfriar el horno se enfrió con agua fría. Este sistema se utiliza para la antigüedad y en el principio más sencillo.Cuando se enfría con agua fría utilizan tres esquemas suministro de agua:. flujo directo, el reciclaje y la reutilización

En este artículo, también considerar un sistema de refrigeración por agua fría. En la parte de enfriamiento llega agua a una temperatura t v.vh. =30 de octubre 0 C. El valor de t v.vh. se determina ya sea por climática condiciones, o su preparación. En el proceso de agua de refrigeración detecta el flujo de calor en parte del espacio de trabajo horno y se calienta a una cierta temperatura t V-OUT. . En la mayoría de los casos, la diferencia de temperatura es pequeña y el 30 de mayo 0 C. Factor transferencia de calor desde el partes de la pared a la corriente de agua alcanza los 10 mil. kcal/(m 2 * h * grados).

El valor de a determinado por el flujo de agua y la carga de calor en la pieza de trabajo:

donde q - carga térmica (flujo de calor) kcal/(m 2 * a);

F T - área teplovosprinimayuschey superficie de la pieza, m 2 ;

M - Caudal de agua, en kg/s;

En - calor específico del agua, kcal/kg (* deg).

La elección del interrelacionados valores t V-OUT , t a y M es dictado por varios factores.

Primera , mientras se enfriaba en transferencia de calor desde las partes de pared a la convección del agua en un flujo continuo de líquido importante para la intensidad de la eliminación de calor es la velocidad del agua, determina el valor del coeficiente de transferencia de calor. Si el cruzada detalles seccionales dan tales consideraciones de diseño, el aumento de la velocidad del agua dará lugar a un aumento de los costes y la reducción de t V-OUT (caudal es directamente proporcional a la velocidad, mientras que flujo de calor asociado con este valor dependencia más débil).

Segunda , la diferencia de temperatura t a se limita a prevenir desde pérdida de incrustaciones de carbonato en el lado de la pieza. Cuanto mayor sea la dureza del agua (Temporal y permanente), menor es la temperatura de la pérdida de la misma en la forma de calcio escala y carbonatos de magnesio. Nak?? Pi debido a su alto resistencia térmica, siempre afecta negativamente a la refrigeración de la pieza. La limitación de la temperatura a la que no hay más pérdida de sales dureza de carbonatos se puede determinar por las fórmulas:

- nbsp; para un compañero sistema de agua:

;

- para respaldar el esquema:

donde N a y N seguro - respectivamente carbonato y no carbonatado dureza, mEq/L;

-. Oxidación del agua, mg/eq

La tercera condición es evitar la pérdida de artículos refrigerados suspendidas partículas contenidas en el líquido (arena, rebabas, escalar partículas, etcétera.). Para este propósito es necesario para mantener la velocidad del agua no es menos de la denominada velocidad de auto-limpieza w él , en el que las partículas suspendidas son transportadas por agua de los detalles. El valor de w que depende de los detalles de diseño, tipo de y su tamaño de partícula. Normalmente, el valor w auto tardará aproximadamente, dependiendo del tamaño de las partículas.

La cuarta condición , que a menudo se toma en cuenta a la hora el diseño de la agua de refrigeración es asegurar la velocidad del agua, eliminando así llamada ebullición local del líquido en el que la formación intensiva escala, y, además de carbonato las caídas de agua yeso formado escala persistente.

Además, tenemos tener en cuenta el rendimiento hidráulico. A alta velocidad en el agua detalles pueden ser enfriados alta pérdida de presión, lo que requiere crear altas presiones en la red y aumentar significativamente el precio de la operación del sistema refrigeración.

En la práctica, teniendo en cuenta es...

tas disposiciones, es necesario limitar la diferencia de temperatura es generalmente agua de refrigeración, aumentando su consumo.A pesar de la simplicidad, sistema de refrigeración de agua fría tiene una serie de desventajas:

1. nbsp; El sistema requiere alto costo del agua. En este caso, la capacidad de agua teplovosprinimayuschaya extremadamente insuficiente utilizado: un kg de agua suministrada al elemento, de las semillas Ella sólo 5-30 kcal. Flujos de agua grandes requieren aumentar el diámetro de la alimentación de tuberías y el número de bombas, la expansión de las instalaciones de tratamiento, etc. Volúmenes significativos agua hacen que sea difícil para limpiarlo; Esto conduce a refrigerado por quemadura frecuente detalles.

2. nbsp; Bajo la temperatura del agua calentada en las partes enfriadas (20-60 0 C) hace prácticamente imposible reciclar calor llevar por ella. Sin embargo, la proporción de calor extraído del agua de refrigeración, es muy significativa, alcanzando el 20 - 25% de del total de su entrada en el horno.

3. nbsp; Obligatorio el movimiento del agua en artículos refrigerados a altas velocidades resultante en gran las pérdidas de carga que requiere la creación de una red de altas presiones y una mayor el consumo de energía.

4. nbsp; Obligatorio movimiento del agua en el sistema de agua de refrigeración, una bomba, hace dependiendo de la potencia del sistema. En el caso de un fallo de alimentación proporciona suministro de energía a las bombas de diferentes fuentes, la instalación bombas de vapor de copia de seguridad o de la unidad de almacenamiento de CC baterías, la creación de capacidad adicional significativa para el agua, etc.

Todo esto aumenta el costo de sistema.

nbsp;

1,4 suministro de agua partes enfriadas agua fría

A pesar de una suspensión a corto plazo o violación de refrigeración puede causar un horno de accidente grave. Por lo tanto, la solicitud está sujeta a cambios circuitos de alimentación de dispositivos enfriados partes.

Cuando se enfría frío el agua es más comúnmente utilizado individuales de alimento desde el colector (Distribución Comb) de agua fría. Un colector una sección de gran diámetro de la tubería a la que el conducto resfriado común celebró agua. En las tuberías del colector soldado, plomo-enfría el agua hasta el último detalle; cada tubo está provisto con una válvula. La válvula se coloca generalmente sobre el escudo con el nombre artículos refrigerados, que incluyen cada válvula.

Inmediatamente debajo colector dispuesto extremos abiertos de las tuberías, desviando el agua de los detalles (Drenaje abierto). Tubos de drenaje y de alimentación están dispuestos para una parte dada uno debajo de la otra, lo que facilita la orientación. A veces, cada par de tubos manchada su color. Bajantes arrojan agua caliente en la pila de drenaje abierto que se comunica con las aguas residuales.

Por lo general, tratar concentrarse entrada y salida de agua con todos los elementos del horno en una colector, de un lugar a gestionar y controlar todo el sistema enfriamiento. Con el gran número de piezas y los enfría a una distancia considerable uno está satisfecho con algunos otros coleccionistas. Con un gran número de relativamente pequeñas piezas del mismo tipo y pequeñas tensiones térmicas algunos detalles conectados en serie; en el que el colector de cada conexión va una línea. Conexión en paralelo partes incluso idénticas (después de ramificación válvula de control en el colector) no es aplicable, ya que el aumento Resistencia hidráulica de una sucursal por causas accidentales conduce a una redistribución del flujo y un fuerte incremento en el suministro de agua que rama. El sistema de refrigeración por agua se proporciona siguiente medición y control dispositivos. Los dispositivos de control, en algunos casos co...

mplementan con automático reguladores, cambiar el modo de refrigeración (a menudo el flujo de agua) en Dependiendo del cambio del parámetro controlado (por lo general la temperatura del agua salida de los detalles).Controlado parámetros son por lo general la temperatura del agua del depósito y la salida partes separadas, el flujo de agua de repuesto, la presión del agua en el embalse.

La temperatura se mide por lo general el consumo de IDT - medición o estrangulamiento contadores, presión - los medidores de primavera. En el caso de sobrecalentamiento de agua en una - Cualquier detalle y la presión a la baja sobre el colector proporciona alarma (Luz, sonido). [1]

2. Cálculo del modelo

En esta sección presentó un plan para realizar cálculos para el sistema de refrigeración de cajones el horno de fusión rápida cuba de reacción. Este modelo se utiliza la siguiente sección.

1) El cálculo comienza con parámetros generales del sistema de enfriamiento: el número de cajones en una fila, las longitudes de las bobinas rasos y cajones de lanza.

2) Cálculo de la resistencia para cada colector de tubo ascendente cajón y todo el sistema para llevar a cabo las fórmulas que figuran en la parte teórica. En este cálculo son incógnitas (el número de Reynolds, cinemática y la viscosidad dinámica espesor de la subcapa laminar, el coeficiente de fricción, coeficiente de locales resistencia).

3) El cálculo de las pérdidas totales para cada colector de tubo ascendente cajón y todo el sistema para llevar a cabo las fórmulas dadas en la sección teórica. Todas las cantidades desconocidas para estas fórmulas tienen que ser calculado en el plan párrafo anterior.

4) La solución de las ecuaciones Bernoulli, una cierta presión en el cajón, elevador y de inicio de sesión.

5) Cálculo del coeficiente a para construir las características de la presión de la red.

6) Construcción características de la red.

7) Medición de la pérdida de calor.

2,1 Cálculo de las pérdidas por fricción

pérdidas por fricción son generalizadas personaje. Son causadas por la acción de las fuerzas viscosas como entre las capas individuales movimiento de fluido a diferentes velocidades y las colisiones de partículas de fluido las paredes de la tubería.

La cantidad de la pérdida por fricción en tuberías de presión ronda se calculan generalmente de acuerdo con la fórmula, que es nombrar Darcy - Weisbach:

, (1)

donde - la longitud de la tubería; d - diámetro;- Coeficiente de fricción hidráulica o el coeficiente de fricción está determinado por las condiciones en el primer modo de movimiento fluido.

La velocidad de flujo a una velocidad dada movimiento está dado por:

Q=FW (2)

donde F- área de sección transversal de la tubería (), y - el flujo volumétrico líquidos ([]=m 3 /h).

Puede modo de definir ahora movimiento fluido. Una medida cuantitativa de la modo de conducción del líquido es tan llamado el número de Reynolds. Su valor numérico depende la relación de las tres cantidades: velocidad de flujo o caudal del medio W, el tamaño de la

sección transversal en Específicamente diámetro d (si se tratan tubo redondo), y la viscosidad del líquido:

, (3)

El número es una cantidad sin dimensiones, Usted puede verificar esto mediante la sustitución de los (3) valores de la dimensión de expresión :. En el extranjero la transición de un modo a otro se considera valor=2,320. Cuando el modo de conducción laminar, cuando - el régimen turbulento

.En el caso de laminar se inserta el movimiento en la expresión (1). Por lo tanto, cuando este modo no es constante para un líquido dado y la tubería, y en función de la velocidad.

La magnitud durante el régimen turbulento afectada significati...

vamente por la presencia de una pared de tubería delgada alrededor de la subcapa laminar líquido. Bajo ciertas condiciones, este sub-capa actúa como un lubricante, impide la interacción directa de partículas de fluido turbulento flujo del núcleo con una pared de superficie rugosa.El efecto de la subcapa laminar depende la relación entre el espesor y las características de rugosidad pared. Cuando mucho más que la media rugosidad, el núcleo de flujo de fluido de partículas no está en contacto con pared. Estos tubos se llaman hidráulicamente liso. Si es menos de lo absoluto rugosidad, partículas que tienen una alta velocidad directamente en contacto con las proyecciones. Estos tubos se llaman rugosidad hidráulica.

pared de estado se estima el valor de la rugosidad equivalente, que se refiere a una la altura de la rugosidad formado por los granos del mismo tamaño, lo que da la misma cantidad que estamos interesados en la pared.

Para tubos hidráulicamente lisos Fórmula Blasius respectivamente y Nikuradze

(4)

, (5)

Y la primera da buenos resultados cuándo, la segunda es.

Para hidráulicamente tubería rugosa Fórmula Nikuradze:

; (6)

Al utilizar las fórmulas (4) - (6) es necesario determinar qué área trabaja como tubería mediante el cálculo del espesor capa laminar, por ejemplo, según la ecuación (7), y comparándola con la rugosidad equivalente de la tubería.

; (7)

determinar el coeficiente de fricción fórmula (1) encontrar el valor de la pérdida.

nbsp;

2.2 Cálculo de las pérdidas locales presión

Además de las pérdidas por fricción, que tienen lugar a lo largo de toda la longitud de la tubería, el movimiento de líquidos y gases pérdidas de carga se producen en las zonas de las perturbaciones del flujo locales causadas por diferente tipo de cambios en la dirección del fluido cambia presencia sección barreras al movimiento, etc .. Estas pérdidas se denominan pérdidas locales presión, y sus causas son llamados resistencia local.

En la práctica, las pérdidas locales directamente proporcional a la presión dinámica en la sección de paso:

; (8)

donde - coeficiente de locales resistencia que caracteriza a esta resistencia.

La pérdida total de presión en la tubería, incluyendo pérdidas debido a las pérdidas por fricción y locales son de suma:

; (9)

donde - la cantidad de pérdida de carga en absoluto la resistencia local en esta línea;- El coeficiente total de locales resistencias.

nbsp;

2,3 Building características de la red

En las tuberías, que consta de partes utilizar un cálculo de pérdida de carga de la cañería estándar usando cómodo de llevar parámetros generalizados de la tubería. Considere la posibilidad de una tubería corta y sencilla de diámetro constante. Pérdida general de presión en él, definido por la fórmula (9) se puede expresar en términos de la velocidad de flujo:

(10)

Hacemos un cambio en esta expresión:

; (11)

donde b -. La resistencia de la tubería

De las expresiones (10) y (11) obtenemos:

(12)

A partir de esta expresión es claro que para la dependencia del flujo en los gasoductos expresó gráficamente parábola.

En una conexión en serie tuberías de diferentes diámetros pérdida global cabeza igual a la pérdida de conexión suma conductos separados para el flujo de fluido a través de la misma longitud y el mismo compuesto igual a la de una sola línea:

; (13)

donde -. La resistencia de la llamada

El costo de líquido en las ramas individuales conexión en paralelo de diferentes y determina las ramas de resistencia. General el consumo en conjunto igual a la suma de los gastos de ramas. B este caso, a partir de (12) obtenemos:

(14)Considere el caso general: tubería, en el que el recorrido del fluido no funciona o más de hecho la obra. Cabeza líquida completa en secciones inicial y final de la tubería, respectivamente:

; ,

y el incremento en la altura total línea

; (15)

donde - altura de aspiración geométrica líquido.

La expresión para la densidad de energía H que debe ser gastado en el incremento de la cabeza total de líquido en la tubería y la superación de las pérdidas de presión en el mismo, se llama la red de ecuación, y el valor de H - necesidades completas de la presión de la tubería.

; (16)

Nos transformamos esta expresión escribiendo designación

; (17)

; (18)

En vista de la expresión obtenemos:

; (19)

donde a, b y c constantes para una red dada.

La expresión (19) es la ecuación descargar características de la tubería. Se establece una conexión entre las necesidades de la presión del fluido y el flujo en la red. [2]

nbsp;

2.4 Cálculo la transferencia de calor y masa

Si el cuerpo y la transfiere en cualquier forma el cuerpo en una cierta cantidad de calor Q, se dice que entre estos órganos se produjo calor.

En la ingeniería de calor especialmente transferencia de calor importante por el contacto entre el líquido en movimiento y un sólido, llamada de calor. Este tipo de transferencia de calor se produce en el calor dispositivos como parte del caso de transferencia de calor de un fluido a otro a través de la pared que los separa. Este caso general llamaremos la transferencia de calor. Bajo el líquido en este caso nos referimos a la de descenso a medida líquido y un líquido-gas elástica.

Si escribimos: Q - la cantidad de calor que pasa de una superficie de la pared a otro; t ' st - la temperatura de una superficie de la pared, y ordm; C; t" st - otra temperatura superficie y ordm pared; C;- Tiempo; Espesor de pared S-; Superficie de la pared F- es

Las medidas de coeficientes de propagación de calor en todo el cuerpo 1c de uno de sus tamaño de la superficie de 1 m 2 a otro de la misma superficie en un espesor 1m y la temperatura corporal diferencia 1 ordm; C. Esta relación se llama conductividad térmica.

El fenómeno de la transferencia de calor entre la pared y el fluido se pueden escribir como

es el coeficiente de transferencia de calor; mide la cantidad de calor que se intercambia a través de una unidad de tiempo a un diferencial en la temperatura entre el fluido y la superficie de la pared 1 y ordm; C

La cantidad de calor transferido en unidad de tiempo por unidad de área, llamado densidad de área el flujo de calor o flujo de calor y se denota por Q y se calcula como la de Fourier

. [3]

3. Los datos iniciales

Para el cálculo de la requerida construir una tubería sobre la base de los datos siguientes:

· nbsp; la altura de la refrigerado por agua eje de 3600 mm;

· nbsp; el flujo de agua cajón 2 m 3 /h (velocidad del agua en la bobina de 0,5 m/s)

· nbsp; presión línea no debe exceder el trabajo;

· nbsp; colocación de minas ladrillos de construcción - J/m · s · deg;

· nbsp; Temperatura la pared interior del eje - C. 1250

Sobre la base de estos y otros (superior y se expone a continuación), la construcción de un gasoducto de datos (Fig. 3.).

Figura 3. Esquema del sistema de refrigeración.

4. Los resultados de los cálculos y análisis

El cálculo de la bobina. Definir régimen de movimiento del fluido en el mismo. Para ello, utilizamos la fórmula (3). La velocidad y la el diámetro de la serie, y una toma de viscosidad cinemática de la mesa en agua 50 0 C. Es igual. Utilizando estos datos, obtenemos:

A partir d...

e estos datos se desprende que el régimen movimiento del agua en la bobina es claramente turbulento, y por lo tanto es necesario calcular el espesor de la subcapa laminar por la fórmula (7).Tk. k E lt; sledovatelno, tuberías, que deben considerar cómo hidráulicamente liso, y el coeficiente de fricción se calcula como sigue Nikuradze, Teniendo en cuenta que :.

Ahora puede proceder al cálculo de pérdidas. Se hará por la fórmula (9). Vamos a encontrar el primer componente, relativa a pérdidas por fricción, en donde. Obtener

.

Ahora nos encontramos con todos los coeficientes pérdidas locales.

El resultado es

.

Sustituye los valores obtenidos en fórmula (9):

Conocer el valor de la pérdida se puede encontrar coeficiente por (12):

donde

nbsp;

4,1 Cálculo de la resistencia b dlYo elevador y colector (sus sitios)

Considere toda la red. Las bobinas tienen una fila de cuatro altura de posicionamiento. En cada fila de espirales es dieciséis. Todos elevadores están conectados a la tubería horizontal situado en el nivel cero (nivel piso).

Calcular los costos en el tubo ascendente, basado en del hecho de que el costo del cajón es 2 m 3 /h.

La figura 4. Diagrama de conexión para los cajones elevador.

En la primera estación conectado en paralelo a dos de cajón, por lo que el flujo se calcula por la fórmula:

donde Q 1 y Q 2 -. El costo de la primera y segunda cajones, respectivamente

m 3 /seg.

En cierto modo proizvedёm similares cálculos de costos para todas las secciones del elevador:

m 3 /seg.

m 3 /seg.

m 3 /seg.

m 3 /seg.

m 3 /seg.

m 3 /seg.

m 3 /seg.

Por lo tanto, recibido un consumo total de agua que entra en el tubo de subida:

m 3 /s

Nos tomamos la velocidad del agua w=2,5 m/s calcular el diámetro del tubo de subida:

F=Q/w, F=9,12 · 10 -3 /2,5=0,00365 m 2 - área de la sección de la tubería,

d=d===0,068m 68mm.

Al comparar este valor con GOST 3262 - 75. [1], se obtiene: d=70 mm

.Proizvedёm central velocidad a un diámetro dado:

w=Q/F, w=9,12 · 10 -3 · 4/()=2,37m/s.

Definimos valor coeficiente b en las distintas secciones de la tubería vertical. Para ello, tenemos que definir valores de Re y. Vamos a encontrar los valores de todos los parámetros en la salida del tubo ascendente.

El valor de lo absoluto rugosidad de la tubería de acero soldado Δ=0,02 - 0,05 mm, este valor menos de δ=0,44mm y significa que la tubería hidráulicamente liso y el cálculo del coeficiente de fricción debe basarse en la fórmula Nikuradze (es decir. A.).

.

Al salir del elevador (Sección 8) es una válvula, por lo que es necesario tener en cuenta la resistencia. Su valor se determina a partir de la programación en [1]:

De igual forma, calcular, para cada una de la porción ascendente (resultados de los cálculos se muestran en la Tabla. 1):

Tabla 1.

nQ, m 3 /a d, m l, mw, m/Re δ, mmλ b n , con 2 /m 5

10,00114 00701,5 0,30 184210,44 0027199120,00228 00701,5 0,59 363780,24 00231698

30,00342 00701,5 0,89 546490,17 0021155040,00456 00701,5 1,19> 72456 0,13 0019 1403 5 0,0057 0070 1,5 1,48 90877 0,11 0018 1329 6 0,00684 0070 1,5 1,78 109 298 0,09 0017 1255 7 0,00798 0070 1,5 2,07 127 105 0082 0017 1255 8 0,00912 0070 1,5 2,37 145.526 0072 0016 3245Ahora podemos calcular coeficientes de resistencia para cada elevador, el coleccionista y todo el sistema.

Las bandas de I, II, III, IV son similares entre sí, por lo CX de ellos son los mismos y el cálculo se lleva a cabo una vez para cada elevador. Cajones cada fila en cada elevador son paralelas conexión, y con porciones de las bandas y el colector - consistente. Fórmulas para el cálculo de los compuestos (25) -. (33) se muestra en la sección teórica

El cálculo para el elevador:

La primera sección de la canalización vertical (dos conectados en paralelo cajón)

con 2 /m 5

Con los cajones verticales conectados en serie:

La conexión a la subsiguiente cerca de los pozos de cimentación serán paralelas

con 2 /m 5

La conexión con el siguiente sección del elevador - serial

con 2 /m 5

Del mismo modo calcular el restante factores:

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

con 2 /m 5

así obtenido coeficiente de resistencia para la canalización vertical: b a =1752 con 2 /m 5

nbsp;

4,2 Cálculo de la resistencia a b todo el sistema de refrigeración

Para mantener una velocidad determinada, y por lo tanto el flujo en cada cajón debe tener un cierto flujo de en cada sección del colector. Esto se puede lograr mediante el ajuste de cualquiera de los parámetros (La velocidad del agua o el diámetro del tubo), o ambos. Cambiará de diámetro (Figura 4). manteniendo una velocidad constante.

La Fig. 5. bandas diagrama de conexiones.

Por lo tanto, obtenemos:

;

, t. A., El

Al comparar este valor con GOST 3262 - 75. [6], se obtiene: d=100 mm

.Proizvedёm central velocidad a un diámetro dado:

.

Del mismo modo, el cálculo de:

, de acuerdo con GOST: d 2 =125 mm

, de acuerdo con GOST:. D 1 =150 mm

Re definir para cada segmento de la sección de la tubería. Cinemático la viscosidad del agua que fluye a una temperatura de 20? C

Modo de movimiento del agua en estas zonas turbulento, y por lo tanto de nuevo, es necesario calcular el espesor de la laminar subcapa en (7.).

Tk. Δ lt; (Δ=0,02 - 0,05 mm) to consecuencia tubería hidráulicamente coeficientes de fricción suave y se calculan según la fórmula Nikuradze:

;

Ahora podemos calcular la pérdida. A esto utilizamos la fórmula (9).

Ahora encontramos pérdidas locales. En la vuelta del elevador al colector cuando usamos un grifo. T. k. Diámetro Colector de CA, se encuentra en la contracción repentina :. Sustituto Los valores obtenidos en la fórmula ():

Ahora, dado el paralelo o conexión en serie entre sí y con colectores bandas, encontramos la resistencia total de la tubería. Con el colector de última elevador conectado secuencialmente, con el res...

to - en paralelo:El resultado es el total tubería de resistencia:

4,3 El cálculo de las pérdidas totales en el cajón, el elevador, el colector y el sistema de refrigeración

La pérdida total es posible calculado mediante la fórmula (24), pero para ello necesitamos saber el caudal Q de cada sección cajón del elevador y colector.

El consumo per cajón nosotros conocido de los cálculos anteriores: Q a =0.0015m 3 /a

El consumo per elevador:. Q=0, 0192m 3 /a

El consumo total de líquidos en todo el sistema:. Q Σ =4Q=0.0768m 3 /a

Ahora, le espera común pérdida:

· nbsp; m en el cajón.

· nbsp; m en el elevador.

· nbsp; m sobre el sistema global.

nbsp;

4,4 Preparación de la solución Ecuación de Bernoulli

Para configurar las ecuaciones Bernoulli necesita seleccionar la sección. Consideremos en primer lugar la sección llevado a cabo en la entrada y salida del cajón.

Entonces la ecuación de Bernoulli De acuerdo con (43) es como sigue:

donde z 1 , z 2 =0, ya que ambas secciones están en una sección de comparación de nivel; w 1 =w 2 - velocidad en la entrada y la salida del mismo cajón; p 1 =p absoluta - La presión absoluta en el cajón; p 2 =p bar =1,013 · 10 5 Na=10330kgs/m 2 ; γ =; Moscú-pérdida presión en el cajón.

Considere las secciones I-IV: sección de tubería vertical de entrada, y la sección transversal II-II a través de la entrada a la compuerta flotante.

ecuación de Bernoulli es el siguiente:

Aquí z 1 =3,9 m, z 2 =0m; p 2 y p 1 =10476 kg/m 2 - presión absoluta en la sección II-II y I-IV, respectivamente; w 1 =0,3 m/s y w 2 =2,37m/s - velocidad del fluido en una sección I-I y II-II, respectivamente; Pérdida Moscú-cabeza elevador.

Considere sección І'-I ' y ІІ'-II '(І'-I' - a la entrada al colector; ІІ'-II '- a la entrada de la columna ascendente). Escribimos Ecuación de Bernoulli

Por lo tanto, el identificado presión, que es necesario proporcionar para la recuperación del líquido hasta el punto extremo.

nbsp;

4,5 Cálculo de una ecuación para las características de presión

La ecuación coeficiente características de descarga correspondientes a la suma de la altura geométrica de la alimentación y el incremento de la carga hidráulica, es como sigue:

.

Aquí; ; z 1 =0 m, z 2 =3,9 m; γ=996 kg/m 3 .

m.

5. Las características de construcción de la red

Las características de ecuaciones la red es la siguiente:

Permanente y por esta La red está diseñada y es 7,01m,

m

y el valor de b también sabemos de 93 m. ·

La ecuación para esta sistema:

dependencia Gráficamente H=f (Q) se muestra en Figura 6.

La Fig. 6. Características de descarga la tubería.

El gráfico muestra que con el aumento aumenta la cantidad de flujo de fluido exterior de la energía específica que debe ser gastado para el funcionamiento de la tubería para los parámetros dados.

Tk. a gt; 0, la recepción de cualquier flujo de requiere el gasto de energía externa.

6. Cálculo de la pérdida de calor

Nos encontramos con la pérdida de calor por cajón. Calculamos la densidad de flujo de calor

dónde y - respectivamente la temperatura la superficie de la placa y el refrigerante (flujo de entrada de temperatura), - los coeficientes conductividad térmica del cobre y ladrillos de construcción.

La resistencia térmica pared de la tubería de acero es extremadamente pequeño y, por tanto, puede ser descartado.

donde

El área de la superficie cajón hallazgo de sus di...

mensiones lineales.

A continuación, el flujo de calor, consumir sistema de refrigeración

.

Conclusión

En el ejemplo de este gasoducto, que familiarizado con las habilidades básicas de la aplicación teórica de la ley mecánica de fluidos para evaluar los parámetros de la red. Un sistema de cálculo completo cajones de refrigeración por agua parpadean horno de fundición. El resultado de los cálculos es funciones de red integradas. Como resultado de un estudio de este tipo puede ser casi exactamente en la práctica de crear las condiciones más favorables en la economía y términos técnicos, lo que reduce el costo de la construcción tubería para lograr la máxima productividad.

[1] procesamiento complejo de mineral de cobre y níquel. AV Vanyukov, NI Utkin - Chelyabinsk: Metalurgia en 1988.

[2] las plantas de acero sector vodovozdushnaya. AA Galnbek; LGI 1974.

Hidráulica - educación manual para escuelas. EZ Rabinovich; M - Core 1980.

[3] Referencia rápida de los tubos y accesorios. Michigan Imbritsky; A - Gosenergoizdat 1962.