Н.2 Порядок расчета параметров паровой завесы

Исходными величинами для расчета параметров завесы принимают:

- давление и удельный объем пара в коллекторе завесы;

- скорость ветра;

- плотность (температура) воздуха;

- высота и периметр защищаемой зоны объекта;

- высота верхней кромки ограждения над коллектором;

- высота опоры коллектора.

Рассчитывают следующие величины.

Н.2.1 Расстояние X, м, от коллектора завесы до защищаемого объекта

Х=0,25Н, (Н.1)

где Н— высота защищаемой зоны объекта, м.

Н.2.2 Длина коллектора L_кол, м

L_кол = Р + 8X, (Н.2)

где Р — периметр защищаемого объекта, м.

Н.2.3 Удельный расход пара из отверстий коллектора r₀ W₀, кг/(м² · с)

, (Н.3)

где r₀ — плотность пара, кг/м³;

W₀ — скорость выхода пара, м/с;

р₁ — давление пара в коллекторе. Па;

V₁ — удельный объем пара в коллекторе, м³/кг;

p₂ — атмосферное давление, Па;

К — показатель адиабаты пара (для перегретого пара принять К = 1,3, для насыщенного пара К = 1,135).

Н.2.4 Диаметр отверстий на коллекторе d ₀, м

, (Н.4)

где r_в — плотность воздуха, кг/м³;

W_в — скорость ветра, м/с.

Если по условиям расчета задается диаметр отверстий, то следует определить высоту завесы Н_з, м

, (Н.5)

Н.2.5 Расстояния между отверстиями l, м

(Н.6)

где h — высота верхней кромки ограждения над коллектором, м.

Н.2.6 Количество отверстий n, шт.

, (Н.7)

Н.2.7 Диаметр коллектора D_кол, м

, (H.8)

Н.2.8 Расход пара G_п, кг/с:

. (H.9)

где j — коэффициент расхода пара через отверстие (j от 0,6 до 0,8).

Н.2.9 Общая высота ограждения h _огр, м:

h_огр = h + h_б. (Н.10)

где h_б — высота опоры коллектора, м.

Н.2.10 Расстояние от ограждения до коллектора Х₁, м:

Х₁ = 0,25А. (Н.11)

Н.2.11 Длина ограждения L_огр, м:

L_огр = L_кол +8X₁. (H.12)

Указанный порядок расчета проводят после ориентировочного выбора значений давления пара и диаметра отверстий в коллекторе по таблице Н.1.

 

Таблица Н.1— Изменение высоты завесы в зависимости от диаметра отверстий и давления пара

 

Р 1 10^5Па	d 0, мм
W в = 2м/с
	3,30	4,05	4,7	5,3	5,9	6,5	7,0	7,5
	4,00	4,80	5,5	6,3	7,0	7,6	8,2	8,7
	4,50	5,40	6,3	7,2	7,9	8,7	9,3	10,0
	4,85	5,80	6,7	7,7	8,5	9,3	10,0	—
	5,25	6,30	7,3	8,3	9,2	10,0	—	—
	5,50	6,60	7,6	8,7	9,5	—	—	—
	5,75	7,00	8,0	9,2	10,0	—	—	—
	6,15	7,40	8,5	9,8	—	—	—	—
	6,70	8,00	9,3	11,0	—	—	—	—
	7,10	8,50	10,0	—	—	—	—	—
	7,50	9,00	—	—	—	—	—	—
W в = 3 м/с
	2,60	3,20	3,70	4,20	4,60	5,0	5,5	5,80
	3,00	3,60	4,15	4,80	5,25	5,7	6,2	6,60
	3,20	3,90	4,50	5,15	5,70	6,2	6,7	7,15
	3,50	4,20	4,85	5,50	6,10	6,7	7,2	7,70
	3,65	4,40	5,20	5,80	6,40	7,0	7,6	8,10
	4,10	5,00	5,70	6,50	7,20	7,9	8,5	9,10
	4,40	5,40	6,20	7,00	7,80	8,5	9,2	9,80
	5,00	6,00	6,90	7,80	8,70	9,5	10,3	—
W в = 4 м/с
	—	2,40	2,80	3,1	3,50	3,8	4,1	4,4
	—	2,80	3,10	3,5	3,90	4,3	4,6	5,0
	2,42	2,92	3,36	3,8	4,25	4,6	5,0	5,4
	2,60	3,16	3,60	4,1	4,60	5,0	5,4	5,8
	2,70	3,30	3,80	4,3	4,80	5,2	5,6	6,0
	2,90	3,45	4,00	4,5	5,00	5,5	5,9	6,3
	3,10	3,74	4,30	4,9	5,40	5,9	6,4	6,8
	3,30	4,10	4,70	5,1	5,90	6,4	6,9	7,4
	3,60	4,40	5,00	5,7	6,30	6,9	7,4	8,0
Wв = 6 м/с
	—	—	1,84	2,10	2,30	2,54	2,75	2,90
	—	1,95	2,25	2,57	2,82	3,10	3,34	3,60
	—	2,20	2,52	2,90	3,20	3,50	3,80	4,00
	2,10	2,50	2,85	3,16	3,60	4,00	4,30	4,60
	2,20	2,65	3,06	3,40	3,85	4,20	4,60	4,90
	2,42	2,90	3,86	3,82	4,25	4,60	.5,00	5,35

 

В вертикальной графе даны значения давления пара, в горизонтальной — диаметры отверстий, а в пересечении горизонтальных и вертикальных граф высоты паровых завес (высота защищаемых зон) в метрах.

Таблица составлена для скоростей ветра 2, 3, 4 и 6 м/с. При больших скоростях ветра указанные величины следует принимать такими же, что и для 6 м/с. Таблица дает возможность оценить необходимое значение давления пара и соответствующий ему диаметр отверстий для обеспечения требуемой высоты завесы (высоты защищаемого объекта).

Для одного и того же давления пара высота завесы будет тем больше, чем больше диаметр отверстий. Однако с увеличением диаметра будет увеличиваться расход пара. Следует подбирать давление пара и диаметр отверстий таким образом, чтобы были обеспечены требуемая высота завесы и наиболее экономичный отбор пара. Диаметр отверстий следует принимать наименьшим из возможного (но не менее 3 мм) для каждого давления пара.

Пример — Расчет параметров паровой завесы для технологической трубчатой печи (радиантно-конвекционной с вертикальным движением газов).

Данные для расчета

Периметр защищаемой зоны Р = 20 м, высота защищаемой зоны Н = 6 м. В коллектор завесы имеется возможность подать перегретый пар давлением до р₁ = 12 · 10⁵ Па. Средняя температура наиболее холодного периода времени t_в = - 15 °С (r_в = 1,36 кг/м³). Атмосферное давление р₂ » 10⁵ Па. Скорость ветра W _в =2 м/с. Коллектор завесы удобно расположить на бетонных опорах высотой h_б = 0,2 м, а высоту верхней кромки ограждения над коллектором завесы принять равной h = 0,5 м.

Расчет

Используя данные таблицы Н.1, определяем, что для защищаемой зоны высотой 6 м и давлением пара до 12 · 10⁵ Па при скорости ветра 2 м/с целесообразно принять: р₁ = 10⁶ Па и d ₀ = 3 мм (в таблице для высоты завесы 6,15 м соответствует наименьший диаметр отверстия d ₀ = 3 мм и давление p₁ = 10⁶ Па). Удельный объем пара при р₁ = 10⁶ Па равен V₁ = 0,2 м³/кг.

Расстояние Х от коллектора до защищаемого объекта:

Х = 0,25 Н = 0,25 · 6= 1,5 м.

Длина коллектора завесы L_кол:

L_кол = р + 8X = 20 + 8 · 1,5 = 32 м.

Удельный расход пара из отверстий коллектора r₀ W₀:

Диаметр отверстий на коллекторе d ₀:

м = 3 мм.

Расстояние между отверстиями l:

м = 250 мм.

Количество отверстий п:

= 129 шт.

Диаметр коллектора завесы D_кол

м = 63 мм.

Расход пара G_п:

кг/с.

Общая высота ограждения h_огр:

h_огр = h + h_б = 0,5 + 0,2 = 0,7 м.

Расстояние от ограждения до коллектора Х₁:

X₁ = 0,25h = 0,25 · 0,5 = 0,125 м.

Длина ограждения L_огp:

L_огp = L_кол ⁺ 8Х₁ = 32 + 8 · 0,125 = 33 м.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ П

(рекомендуемое)