ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механика газов из "Основы общей теории тепловой работы печей " В тех случаях, когда конвективная печь снабжается отдельной топкой, на выбор топлива по сути дела не накладывается никаких ограничений, поскольку объем такой топки выбирается из условия сжигания в нем нужного количества толлива. Рекомендуется выбирать наиболее совершенные короткопламенные горелки и форсунки с тем, чтобы объем топочной камеры был минимальным, а полное сгорание топлива достигалось бы при наименьшем избытке воздуха. Для жидкого топлива предпочтительнее форсунки низкого давления. Теплотворность сжигаемого топлива в этом случае практически значения не имеет, поэтому можно использовать самые низкосортные топлива. Однако во-избежание засорения поверхности нагрева лучше пользоваться топливами, не дающими при сгорании сажи и летучей золы. Для получения заданной температуры теплоносителя перед входом в рабочее пространство печи топочные газы необходимо разбавлять воздухом или частично возвращаемыми продуктами горения, покидающими рабочее пространство. [c.280] Из уравнения (175) следует, что для получения одной и той же величины для количество добавляемого воздуха будет меньше, чем возврата продуктов горения, так как температура их выше температуры воздуха. Однако разбавление продуктов горения воздухом с теплотехнической точки зрения невыгодно. [c.280] С точки зрения теплообмена, внешняя рециркуляция выгодна, когда лимитирует внутренний теплообмен, т. е. когда за счет увеличения равномерности нагрева удается получить выигрыш в скорости нагрева изделия. [c.281] Если лимитирует внешний конвективный теплообмен, то область, в пределах которой выгодна внешняя рециркуляция, может быть установлена из следующих соображений. [c.281] Вычисляя значение М без внешней рециркуляции и при наличии последней (Af), легко установить, исходя из условий тепло-обмена, будет ли выгодна рециркуляция. [c.282] Следует иметь в виду, что при наличии внешней рециркуляции коэффициент теплоотдачи за счет увеличения скорости возрастет по сравнению с коэффициентом к при отсутствии рециркуляции в отношении — =К° . [c.282] Если режим внешней теплоотдачи смешанный (конвекция и радиация) то целесообразность наличия внешней рециркуляции следует устанавливать путем аналогичных выводов в каждом конкретном случае, поскольку усиление конвекции за счет увеличения скорости движения газов при рециркуляции может оказаться недостаточным для того, чтобы скомпенсировать ухудшение лучистой теплоотдачи вследствие уменьшения температуры пламени. [c.282] Что касается разбавления газов воздухом, что эквивалентно рециркуляции продуктов горения при m = О, то этот режим практически всегда приводит к ухудшению условий внешней теплоотдачи. [c.282] При применении в конвективных печах атмосферных горелок требования к топливу достаточно высокие. Для этих целей пригоден очиш,енный газ, теплотворность которого обеспечивает получение устойчивых факелов небольшого объема (2000 ккал1нм и выше). [c.282] Так как в атмосферных горелках только 50% необходимого для горения воздуха образует первичную смесь с газом, то потребный напор газа не превышает 250 мм. вод. ст. Расположение сопел атмосферных горелок в конвективных печах должно быть таким, чтобы непосредственная радиация факелов на по-вехность нагрева была минимальной и чтобы по возможности обеспечивалась энергичная циркуляция газов в рабочем пространстве, вследствие которой отдельные факелы быстро теряли бы свою индивидуальность. [c.282] На рис. 158, а и 158, б показан случай охлаждения нагретой коробки с материалом, например в камере охлаждения туннельной печи. На рис. 158, а коробка расположена несимметрично, и поэтому с правой стороны образуется значительное пространство для развития циркуляции, создается единый циркуляционный контур и интенсивное конвективное охлаждение правой стенки коробки. С левой стороны конвективное охлаждение будет протекать плохо, так как поднимающийся и опускающийся потоки газообразной среды мешают друг другу вследствие малой ширины пространства между левой стенкой коробки и охлаждающими трубками. Следовательно, циркуляция с этой стороны будет происходить медленно, в виде нескольких мелких циркуляционных контуров, и потому конвективное охлаждение коробки с этой стороны будет малоэффективным. [c.283] На рис. 158, б показано правильное расположение коробки. Еще более интенсивное охлаждение последней получается путем организации охлаждения также со стороны свода. [c.284] Как самодавлеющее явление свободная конвекция играет в печах ограниченную роль, главным образом в камерах охлаждения, и то при относительно низких температурах. Однако как сопутствующее явление свободная конвекция может иметь ощутимое значение, и поэтому с ней необходимо считаться, правильно размещая поверхность нагрева в объеме печи. [c.284] Если в условиях свободной конвекции механика газов зависит от взаимного расположения горячих и холодных поверхностей и, таким образом, при данных температурах определяется геометрическими характеристиками системы, то в условиях вынужденной конвекции механика газов является средством для управления процессами конвективного теплообмена. Как уже отмечалось, при вынужденной конвекции решающее значение имеет скорость и характер расположения поверхности нагрева по отношению потока. Из табл. 6 следует, что при нагреве тел вытянутой формы (трубы, прутки и т. д.) поперечное омывание эффективнее продольного, причем шахматное располол ение тел в садке имеет некоторое преимущество перед коридорным. По этой причине при нагреве тел вытянутой формы теплоноситель с помощью перегородок заставляют двигаться зигзагообразно, с тем чтобы обеспечивалось поперечное обтекание поверхности нагрева. Отчасти по этой же причине конвективный теплообмен лучше происходит при поперечном движении потока относительно движения поверхности нагрева (перекрестный ток), чем при противотоке или прямотоке. По значению среднего температурного напора противоток предпочтительнее прямотока, вследствие чего последний в конвективных печах применяется реже, только в тех случаях, когда начальная температура теплоносителя такова, что его нельзя направлять непосредственно на нагретый материал. [c.284] Решающее значение для теплопередачи в условиях вынужденной конвекции имеет скорость смывания поверхности нагрева теплоносителем. Для обеспечения равномерного нагрева материала необходимо организовать в рабочем пространстве печи такое движение газов, при котором было бы исключено или предельно сокращено движение теплоносителя вдали от поверхности нагрева (например, вблизи стен, свода и в прочих местах, где имеются проходы, так как при этом ухудшается контакт теплоносителя с поверхностью нагрева) и обеспечено равномерное распределение скоростей по сечению пространства, в котором размещена поверхность нагрева. [c.285] Решается эта задача путем надлежащего размещения в печи нагреваемого материала. Оно должно быть таким, чтобы при разделении потока, омывающего поверхность нагрева, на отдельные составляющие, удельное сопротивление движению этих отдельных составляющих потока было одинаковым. [c.285] Рециркуляционный характер движения теплоносителя в конвективных печах можно осуществлять несколькими путями (см. гл. III). [c.285] В печах такого типа можно сжигать различного вида газообразные и жидкие топлива. Горелки или форсунки следует применять короткопламенные с тем, чтобы процесс горения завершался вблизи них. В протнвном случае может образоваться существенный недожог топлива, так как подмешивание возврата резко снижает температуру в верхней части указанных камер сжигания. Подсасывающая способность горелочных устройств не очень велика, поэтому скорости в горелках, размеры камер горения и отверстий для поступления возврата должны быть точно рассчитаны с тем, чтобы эжектирующая способность факелов использовалась рационально. По этой же причине горелки должны давать факел, направленный снизу вверх. В некоторых случаях для улучшения рециркуляции газов в рабочем пространстве таких печей могут быть применены винтовые вентиляторы, приводной электродвигатель которых располагается снаружи. [c.286] На рис. 118 изображены схемы двух печей с так называемой внешней рециркуляцией газов, осуществляемой с помощью вентилятора, расположенного на пути газов, покидающих рабочее пространство. [c.286] Вентилятор следует размещать там, где продукты горения имеют наиболее низкую температуру. Часть продуктов горения указанным вентилятором выбрасывается непосредственно в дымовую трубу, а другая часть — в виде возврата в камеру смещения с раскаленными продуктами горения из топки. Гидродинамика всей системы может быть обеспечена работой указанного вентилятора, в частности, при помощи возврата, нагнетаемого в камеру смешения, можно эжектировать газы из топки. Схема на рис. 118, а показывает движение газов в печи с периодическим технологическим процессом, схема на рис. 118, б — движение газов в печи с непрерывным технологическим процессом (движение газов и материала противоточное). Организация движения газов в конвективной печи с внешней рециркуляцией, создаваемой с помощью вентилятора (обычно центробежного) является наиболее эффективным решением вопроса и предоставляет широкие возможности для интенсификации конвективного теплообмена. [c.286] Вернуться к основной статье