Resumen

En este artículo plazo presenta los fundamentos teóricos y cálculos necesarios para construir rendimiento de la red, así como descripciones cajones de diseño del horno, Artesones incrustadas y refrigeración sistemas embebidos horno de fundición flash. Se necesitan los indicadores técnicos para cálculos.

Contenido

Introducción. 3

El sistema de refrigeración. 4

Modo de cálculo. 7

El cálculo numérico. 15

El cálculo de las pérdidas de calor. 22

Conclusión. 25

Introducción

Antes de 1947 al enfriarse hornos metalúrgicos no prestar suficiente atención. Esto es debido al hecho de que todos los asuntos de refrigeración hornos metalúrgicos metalúrgicos resolver y industriales agua por separado, en lugar de integral.

En el moderno número horno metalúrgico del responsable piezas metálicas situadas en la zona de alta temperatura. Por lo tanto, son fiables trabajo depende de la calidad de los materiales refractarios, diseños y durabilidad y elementos de refrigeración sólo pueden estar en el correcto enfriamiento. Sistema De refrigeración sustancialmente afecta al diseño del horno y su durabilidad.

Si el estado actual de la función de enfriamiento arte aumenta continuamente. Agua de refrigeración sin excesiva cantidad teniendo debidamente en cuenta su calidad, componentes de diseño refrigerado, cargas térmicas y la tensión no sólo mejora los elementos de refrigeración, sino que también conduce a los costos de electricidad sin sentido.

La mala calidad del agua fría que tiene una dureza de 15 a 20 mEq/L y un diseño defectuoso de las piezas refrigeradas (piezas huecas, en que el agua fluye a velocidades bajas) a menudo conduce a tiempo de inactividad de los hornos debido a la combustión total de estos componentes. Debido a las piezas de refrigeración pobres hornos metalúrgicos a menudo requieren un cambio de los elementos de refrigeración. Es Por Eso Que, ahora agua de calidad estrictamente controlada, elementos de refrigeración y directamente al sistema de enfriamiento de los hornos metalúrgicos.

El sistema de refrigeración

Durante mucho tiempo para metalurgia, refrigeración del horno agua fría. Tal sistema de refrigeración es bastante simple y es elemento que entra a una temperatura de 10-30 ° C, la refrigerado por agua

El valor se determina mediante preliminar preparación o las condiciones climáticas. En el proceso de agua de refrigeración detecta el flujo de calor en parte del espacio de trabajo horno y se calienta a la temperatura. En la mayoría de los casos, la caída temperatura es 5-30 ° C, y el coeficiente de transferencia de calor de la pared y al flujo de agua alcanza 10 Ths canales ./ (m 2 -h-grad).

El valor se determina por el flujo de agua y la carga de calor en la pieza de trabajo:

, donde la carga q-calor (flujo), F-área teplovosprinimayuschey superficie de la pieza. El consumo de agua M, c calor específico del agua.

Los parámetros M, depende de un número de factores.

Por ejemplo, mientras se enfriaba en la transferencia de calor desde el partes de pared a la convección del agua en un flujo continuo de líquido importancia calor intenso es la velocidad del agua, que determina el valor coeficiente de transferencia de calor. Si se especifica el área de la sección transversal de detalle, aumento de la tasa de flujo de agua dará lugar a un aumento y disminución.

La diferencia de temperatura se limita a impedir 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. Límite de la temperatura a la que No hay pérdida de descalcificación se calcula de la siguiente m anera:

-Para solo paso plan de abastecimiento de agua;

- para respaldar el plan;

donde N-dureza (carbonato y no carbonatado).- Oxidación agua.

Otra condición es para prevenir la pérdida de artículos refrigerados suspendidas partículas contenidas en el líquido (arena, rebabas, partículas de cal). Para este propósito es necesario para mantener la velocidad del agua no es inferior a samoochischayushey velocidad a la que se realizan las partículas suspendidas el agua de la pieza de trabajo. El valor depende de los detalles de diseño, tipo de y su tamaño de partícula. Los valores se toman aproximadamente.

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, excluye de ebullición local del líquido, en el que hay una intensa la formación de incrustaciones. Además, es necesario tener en cuenta el rendimiento hidráulico. En agua de alta velocidad enfría detalles pueden ser pérdida de alta presión, lo que requeriría la creación de altas presiones en la red.

Cuando se enfría con agua fría utilizan tres sistemas suministro de agua:

Straight -

Reverse

La reutilización.

La Fig. 1. Diagrama del suministro de agua de las empresas industriales.

En los tres casos, como ejemplo las cifras los consumidores que utilizan 1.000 m3/h de agua de proceso.

En el co-corriente o circuito abierto (Fig. 1 (a)), todos necesidades de 1.000 m3/h se retira de la fuente natural y luego formación adecuada se entrega a los consumidores. Durante la producción del agua perdidos (se evapora) (50 m3/hora). El agua residual en una cantidad de 950 m3/hora es tratado y dado de alta en el estanque.

En la parte posterior, cerrado aguas residuales bucle en el estanque no hacia abajo. El proceso de producción de agua que sale es limpieza y procesamiento suministran entonces de nuevo en la producción. El agua dulce de fuente se utiliza solamente para compensar las pérdidas de fabricación proceso y el proceso de limpieza y tratamiento de agua reciclada.

Cuando el plan para reutilizar el agua de refrigeración, un calienta ligeramente los consumidores se dirige a la refrigeración de otra unidad sin pre-tratamiento. Plantas metalúrgicas más a menudo utilizar el agua que pasa a través de las partes eléctricas enfriadas. Esquema reutilización puede formar una parte del flujo directo total o sistema de suministro de agua inverso.

A pesar de su simplicidad, este sistema de refrigeración tiene una serie de desventajas:

El sistema requiere un gran flujo de agua, lo que da como resultado la aumentando el diámetro de los tubos de alimentación y bombas, el tratamiento de expansión t e instalaciones. g. Cantidades significativas de agua hacen que sea difícil para limpiarlo, lo que resulta a los componentes refrigerados por quemaduras frecuentes.

agua caliente a baja temperatura hace que sea imposible utilización llevar por su calidez, que representa el 20-25% del total unirse al horno.

El movimiento forzado de agua enfriada con detalles altas velocidades resultantes en grandes pérdidas de carga que requiere la creación de una la red de alta presión y alto consumo de energía.

El método de la informática

En este proyecto, damos sólo un pago parcial red, t. e. Calcule el caudal y la altura de las propias líneas de suministro cajones, omitiendo el cálculo de vaciarlos. Sin embargo, aparte del sistema de enfriamiento de agua simétricos con respecto a la porción de transferencia de calor (cajones) pueden ser fácilmente determinar la presión total de toda la red.

Ya que fija la velocidad del agua en el cajón, la definición de los parámetros de intercambio de calor entre la caja y la cámara del horno, y como los parámetros de diseño del caj. ón, es obvio para comenzar de cálculo con la determinación del flujo de agua en un cajón.

;

donde - una sección transversal de la tubería cajón (m2);

- la tasa de agua en el cajón (m/s);

- el flujo de agua en el cajón (m3/s)

.El conocimiento de la compuerta flotante diámetro interior del tubo (m), nos encontramos con la cruz sección por la fórmula:

; (M2)

Ahora definimos los costos y el diámetro de la tubería colector de distribución. Llamamos a la sección de la carretera de la KEVB tubería. Carretera conecta los tres niveles paralelos cajones tres cajón al nivel (Conectados en serie). Cajones de agua pueden ser considerados como un continuo, Por lo tanto, el flujo de diseño de la carretera constará de tránsito y los gastos de viaje:

Tk. el caudal a la misma conexión en serie por lo tanto, la tasa del primer nivel será igual a la del cajón:

(m3/s)

(m3/s) (m3/s)

consumo de todo el sistema es:

(m3/s)

Los diámetros de la tubería está dado por:

diámetros Ahora, después de pasar los resultados se pueden encontrar secciones de tuberías (conocido flujo de comunicación fórmula, la velocidad y la sección transversal de la tubería). Los valores calculados de los diámetros mosto llevar a los invitados, y luego volver a calcular la velocidad del agua, teniendo cuidado de era permisible dentro de la óptima técnica y económica rendimiento.

La figura 2. Esquema Caisson

El siguiente paso es encontrar cálculo hidráulico Las pérdidas de presión en el sistema. Esto requiere la resistencia total sistema, que se compone de resistencias cajones de entrada, secciones de tuberías, así como la resistencia local en los grifos (rodillas) válvulas, tes (divisores), etc. Por conveniencia de los cálculos necesarios iniciar la consideración del sistema de la parte superior del colector lejos cajón (Aparte de la línea de alimentación principal). La resistencia del cajón encontrar, sobre la base de a partir de los datos originales. La resistencia del cajón (Figura 2) incluye una resistencia la fricción en la tubería y la resistencia local en las seis tribus con un radio de curvatura R = 70 mm.

El coeficiente de resistencia local a la rodilla en el cajón determinado por la fórmula empírica:

en Din -. Tubería cajón diámetro interior (m)

La longitud del cajón tubo encontrar aproximadamente por la fórmula:

(m).

donde - el valor estimado de la brecha entre la tubería y el borde del cajón;

- la longitud del cajón (m);

-. Ancho cajón (m)

Tk. tubería se puede considerar una resistencia total a corto cajón

Puede encontrar la fórmula:

porque

donde

- la resistividad de fricción (c2/M6);

- la resistencia local específico (c2/M6);

- el coeficiente total de la resistencia local, igual a la resistencia del cajón 6 rodillas.

Para encontrar el coeficiente de fricción, es necesario conocer el modo de movimiento Agua (turbulento o laminar), y la rugosidad de la tubería, en particular importante en el régimen turbulento, cuando el coeficiente de fricción depende en ¿Qué línea es movimiento -. Hidráulicamente lisa o rugosa

El cálculo del número de Reynolds de acuerdo con la fórmula:

donde w- velocidad media de flujo (m/s),

diámetro de la tubería d- (m),

- la viscosidad cinemática del agua (= 0,478 * 10-6m2/seg a T=60 ° C) Si

Re lt; 2.320, el flujo es laminar y el coeficiente de fricción se calcula de acuerdo con la fórmula:

y las pérdidas por fricción se calculan de acuerdo con las fórmulas Poiseuille y Darcy-Weisbach:

(m)

o

(m);

Si R...

e gt; 2320, el flujo de turbulencia del fluido y Espesor de 8 subcapa (mm) se calculará mediante la fórmula:• si (- rugosidad absoluta), la tubería hidráulicamente lisa y calculado por la fórmula Blas o Nikuradze:

o

Y los primeros buenos resultados en 2320 lt; Re lt; 100.000, y el segundo en Re gt; 100.000;

• si las tuberías son hidráulicamente Un áspero y calculado por la fórmula Nikuradze:

donde rugosidad -equivalente

para el cobre=0,0013mm,

Acero=0,225mm

A continuación, las pérdidas por fricción se calcularán Fórmula de Darcy-Weisbach:

(m);

A su vez, la pérdida de carga local en las áreas locales perturbaciones del flujo se calculan según la fórmula:

(m);

, donde el coeficiente de resistencia local, caracterización de esta resistencia.

El conocimiento de la impedancia del cajón puede proceder al cálculo de la resistencia en el primer nivel.

(s2/m5)

En la resistencia cajones segundo y tercer nivel calculado de la misma manera.

Ir al cálculo de la línea de resistencia total. A es necesario para resumir los tres conexión en paralelo de tuberías. Primero encontrar resistencia en la parte de conexión paralelo y el segundo nivel de BWA cajones, es igual a la resistencia en el punto B.

(s2/m5)

El segundo es la cantidad de resistencia en el punto B en el sitio EB, el tercer nivel de cajones:

(s2/m5)

Por lo tanto, nos encontramos en el punto K la resistencia que se yavlyatsya resistencia total de todo el sistema. Se encuentra por las resistencias de suma y el punto E en el CI sitio:

(s2/m5)

caída de presión en el sistema, usted puede encontrar fácilmente un producto la resistencia total del consumo global. En este caso, basado en el total arriba, la fórmula quedaría así:

(m)

La ecuación de la red en forma general:

(m)

En este caso, el incremento y piezométrico presiones dinámicas no son necesarios y son cero. Por lo tanto, volvemos a escribir (2.28) para nuestro caso:

(m)

El cálculo numérico

A fin de determinar el caudal de fluido por cajón necesitará saber el área de sección transversal del diámetro del tubo y del cajón.

(m2/s);

(m2);

El diámetro de la tubería y el tamaño del cajón adoptada por referencia literatura.

(m3/s);

Conociendo la velocidad de flujo del cajón se calcula sobre sitios carretera BV, BE, CE:

(m3/s).

donde - el costo de tres cajón conectados entre sí

serie (ver. Fig. 4.1).

La Fig. 3. Tres niveles de cajones.

(m3/s).

(m3/s).

Ahora tenemos que calcular el diámetro de las secciones de tuberías encontrado de los gastos:

De acuerdo con GOST 3262-62 (tubo de cobre) es el nacional más cercano diámetro será: a un ritmo constante flujo de

velocidad del agua en la línea de trama será igual a la BW:

De acuerdo con GOST 3262-62 (tubo de cobre) es el nacional más cercano diámetro será: a un ritmo constante flujo de

velocidad del agua en la línea de parcela es: EB voluntad es igual a:

De acuerdo con GOST 3262-62 (tubo de cobre) es el nacional más cercano diámetro será: a un ritmo constante flujo de

velocidad del agua en la línea de parcela es: KE voluntad es igual a:

La resistencia de la compuerta flotante es igual a:

La longitud del tubo del cajón es:

Se define el modo de circulación de agua en el cajón:

- movimiento turbulento estacionario (Criterio de Reynolds calculado a partir del valor de la viscosidad cinemática del agua a I=temperatura predeterminada de 60 �...

� C).El espesor de la capa laminar:

factor de rugosidad equivalente para cajones de tubería tomar desde el directorio de tubos de acero sin costura nuevas y limpias. Es igual a 0,02 mm. Se ve que el espesor de la capa laminar es mayor que la

rugosidad, por lo tanto, el agua se mueve en los cajones modo hidráulicamente liso (que que puede lograrse mediante la limpieza regular y el reemplazo oportuno de cajones que son uno de los componentes más críticos de la estructura horno).

El coeficiente de fricción en el cajón de la tubería:

Ahora nos encontramos con la resistencia específica de la fricción y locales resistencia

cofre:

La resistencia local total en el cajón:

Finalmente, la resistencia del cajón:

Se calcula la pérdida, longitud y resistencia al principio nivel:

donde

donde - Longitud del plomo (abductor) tubos al cajón;

Como la velocidad, el diámetro del tubo, la longitud del cajón, el material a partir del cual los tubos están hechos de la misma manera que lo primero que en el segundo nivel, así:

ie.

Calcular la resistencia en la zona de ADV. Para esto aproximar la impedancia del primer nivel y el sitio WB:

Los regímenes de movimiento de fluidos en el sitio WB:

- turbulenta constante movimiento

El espesor de la capa laminar:

factor de rugosidad equivalente para tubería línea

Considere esto, sin embargo. Pipe como cajones (0,02 mm).

Por lo tanto, la resistividad de la fricción (o longitud) y la resistencia local específico será igual a:

Por lo tanto, nos encontramos con la resistencia en el sitio WB:

y resistencia calculada en el sitio de la ABM:

Nos encontramos resistencia en el sitio EB:

- turbulenta constante movimiento

factor de rugosidad equivalente para tubería línea

Considere esto, sin embargo. Pipe como cajones (0,02 mm).

Por lo tanto, la resistividad de la fricción (o longitud) y la resistencia local específico será igual a:

La resistencia en la zona EB es igual a:

Cuando las pérdidas de tees y drenaje respectivamente.

Nos encontramos resistencia en el sitio KE:

- turbulenta constante movimiento

factor de rugosidad equivalente para tubería línea

Considere esto, sin embargo. Pipe como cajones (0,02 mm).

Por lo tanto, la resistividad de la fricción (o longitud) y la resistencia local específica es la AR?? Pero:

La resistencia es igual al área de la CE:

donde - pérdida de camiseta, súbita extensión.

Ir al cálculo de la línea de resistencia total. A es necesario para resumir los tres conexión en paralelo de tuberías. Primero encontrar resistencia en la parte de conexión paralelo y el segundo nivel de BWA cajones, es igual a la resistencia en el punto B.

El segundo es la cantidad de resistencia en el punto B en el sitio EB, el tercer nivel de cajones:

Por lo tanto, nos encontramos en el punto K la resistencia que será la resistencia global de todo el sistema. Se encuentra sumando resistencia en el punto E y el área KE:

Altura total en este caso se compone de geométrica y presión perdido. La primera es fácil de encontrar en la actualidad patrón espacial agua. Por lo tanto:

Esta es la altura total, que es el desarrollo de la bomba para un determinado modo de consumo de agua de la red. Presurizado característica de esta red se muestra en la tabla.

El cálculo de las pérdidas de calor

Tenemos: el espesor de la pared posterior d...

el cajón es igual a la conductividad de la pared, la temperatura del agua en el interior del sistema de durante su operación de enfriamiento igual t=50 y ordm; C, temperatura ambiente t=10 y ordm; CEn vista de estos valores, y otra pérdida de calor a encontrar medio ambiente.

Pero para esto primero tiene que calcular la densidad el flujo de calor por la fórmula:

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

En la pared del tubo de acero tiene una térmica resistencia, pero es extremadamente pequeño, y por lo tanto, no hay daño puede ser descartado. Encuentra q:

, donde la conductividad térmica de los ladrillos del edificio tomado de las condiciones iniciales, teniendo en cuenta la temperatura es :.

El área de superficie del cajón se encuentra desde su lineal dimensiones tomadas de la literatura técnica:

.

Como resultado de todo el flujo de calor, sistema de consumir El enfriamiento será igual a:

.

Esperamos que los coeficientes de transferencia de calor desde el agua a la pared.

Re criterio para el gasoducto que contaba en el cálculo características de la red.

Desde este régimen turbulento (Re gt; 2320), el debe utilizar la fórmula:

Nu=0,021Re0.8

Esperamos un coeficiente de conductividad térmica aire fórmula:

Esperamos que el coeficiente de transferencia de calor desde el exterior superficie del material (pared) para el medio ambiente. Para calcular la proporción la transferencia de calor por convección libre en la fórmula son:

Pero la transferencia de calor a través de la convección del aire libre Puede utilizar la ecuación simplificada. Para cilindros horizontales, determinar el tamaño -. el diámetro exterior del cilindro

En este caso, el diámetro exterior es d=0,058m, por lo tanto, utilizar la fórmula:

Se calcula el flujo de calor por unidad de longitud.

A fin de calcular el flujo de calor por unidad de longitud oleoducto utilizar la fórmula:

donde: el coeficiente de transferencia de calor desde el agua a la pared; 1 conductividad térmica fueron las siguientes: 1=17,5 W/m * deg;- aislamiento conductividad térmica=0,15 W/m * deg; coeficiente de transferencia de calor desde la superficie exterior del aislamiento para el medio ambiente; D1 diámetro interior; D2 el diámetro exterior de la tubería; diámetro D3 de la tubería con aislamiento; t1 temperatura T1=250C; temperatura t2=100C-t2 al aire libre.

Es necesario tener en cuenta la resistencia térmica del acero la pared de la tubería, pero es muy pequeña y por lo tanto puede ser desechado.

Conclusión

En este trabajo, un cálculo completo del agua Enfriamiento cajones líquidos horno de fusión. El resultado de los cálculos es características de presión construidas de nuestra red. En el curso de la asignación eran valores calculados como el número de Reynolds, los coeficientes de fricción, lo local la resistencia, pérdida de presión, etc. cajones a particulares y lanza, bandas y regiones colectoras, todo el sistema de

refrigeración en general se ha construido características de la red. El resultado del trabajo del curso fue el cálculo de la pérdida de calor.