Приемаме дебелината на стената на дюзата равна на 10 mm (обикновено е равна на 8-12 mm).

Приемаме ъгъла на наклона на дюзите към вертикалната ос равен на 20°, когато дюзите са разположени на крайната част на главата в един ред.

Според получените данни за размерите на дюзите, както и ъгъла им на наклон спрямо оста на фурмата, с помощта на графични конструкции определяме размерите и проектираме дизайна на колектора и крайната част на фурмата глава.

В съответствие с получените размери, ние избираме необходимите диаметри на тръбите за подаване на кислород (Dk), разделителни (Dr) и външни (Dn) фурми съгласно GOST 8732-58 за безшевни стоманени тръби, произведени от нашата индустрия. Това отчита необходимостта от осигуряване на достатъчен воден поток за охлаждане на фурмата, както и съотношението на напречните сечения на каналите за подаване и изпускане на вода.

В този случай Dk = 325 8 mm, Dp = 377 9 mm, Dn = 426 9 mm.

Въз основа на данните за разстоянието от нивото на неподвижния метал в конвертора до прозореца на фурмата в камината, както и най-горното положение на каретката за фиксиране на копието, определяме дължината на последното на 23 m.

Като се вземе предвид разстоянието на дюзите на фурмата от стационарните точки на подаване на кислород и вода към устройството, ние избираме дължината на гъвкавия метален маркуч 23 m.

> Изчисляване на потреблението на вода за охлаждане на фурмата

Топлинните загуби (Qf) за охлаждане на кислородната фурма се определят по формулата:

Qf = 3,14 Dн (q1 ln.c. + q2 ln.c.),

Където q1, q2 - съответно стойността на специфичния топлинен поток за участъка на фурмата, индуциран в кухината на преобразувателя и за участъка, разположен над преобразувателя, MJ/m2·h;

н.к., н.к. - съответно дължината на секцията на фурмата, разположена в кухината на конвертора и над нея, m;

Dn - външен диаметър на копието, m.

С външен диаметър на фурмата от 0,426 m и дълбочина на спускане в конвертора с 6,0 (дълбочината на спускане се определя от разликата между разстоянието от нивото на спокойна баня до среза на гърлото на конвертора и работна височина на фурмата над ваната), топлинните загуби по време на продухване при q1 = 2500 и q2 = 3750 MJ/m2 h ще бъдат:

Qph \u003d 3,14 0,426 (2500 6 + 375 17) \u003d 28592,06 MJ / h или 28599,06 103 kJ / h.

В този случай тегловният дебит на охлаждащата вода ще бъде равен на:

където C е топлинният капацитет на водата (4,19 kJ/kg K);

Тout, Тin - температура на водата на изхода и входа на фурмата, K.

Типична консумация на вода за охлаждане на фурмата

QH2O = GH2O / сH2O = 454925.3 / 1000 = 454.9 m3/h.

> Определяне на работното налягане на кислорода пред гъвкавия маркуч на фурмата

Първо, определяме налягането на техническия кислород на входа на фурмата по формулата:

където Rv.f. - налягане на техническия кислород на входа на фурмата, atm;

Dk е вътрешният диаметър на тръбата за подаване на кислород, cm;

c0 - техническа плътност на кислорода при нормални условия kg/m3;

V0 - технически разход на кислород, m3/s;

P1 - техническо налягане на кислорода на входа на дюзата (по-горе взето равно на 14 atm);

lf - коефициентът на триене, приет за метална тръбаравно на 0,05;

lf е дължината на фурмата, m (23 m са взети по-горе).

След като заместим необходимите стойности в уравнението, получаваме:

По аналогия с горното изчисление определяме налягането на техническия кислород пред гъвкавия маркуч на фурмата. Налягането на кислорода пред гъвкавия маркуч се определя от подобен израз:

където ls - коефициент на триене за метални маркучи, взет равен на 0,1;

Dsh - вътрешен диаметър на металния маркуч, cm.

Таблица 22 - Основни размери и експлоатационни данни на проектираното копие

Име	Символ	мерна единица	Стойност
1. Налягане на кислорода пред гъвкавия маркуч
2. Налягане на кислорода пред дюзите
3. Консумация на кислород
4. Разход на вода за охлаждане на фурмата
5. Брой дюзи в фурмата
6. Диаметър на дюзата в критичната секция
7. Диаметър на изходящата дюза
8. Дължина на дюзата, включително: подкритична дължина суперкритична дължина
9. Ъгъл на отваряне на дюзата
10. Ъгъл на наклона на дюзите спрямо вертикалата

Най-обещаващият начин за намаляване на потреблението на прясна вода е създаването на циркулационни и затворени водоснабдителни системи. При циркулационна водоснабдителна система една и съща вода се използва многократно, с малко замърсяване. Различните загуби на вода в течна форма и под формата на пара се компенсират чрез допълнително допълване.

Обща загуба на водаи системи за рециклиране на вода за единица време или за единица продукция се състои от следните разходи:

Невъзвратими загуби - увличане с продукта или отпадъците……... Q b.p. ;

Разходи за поливане на подове, алеи, насаждения ……..…..……Q етаж. ;

Изпарение в охладителя за циркулираща вода …………….……..…Q прибл. ;

Увличане с въздух от охладителя ……………..…………………..Q un. ;

Естествено изпарение от водната повърхност…………..….... Q isp.est;

Транспирация от растителността на водоема ……………....…….….Q транс. ;

Филтриране от водоснабдителната система в почвата………..……… Q f. ;

Изпускане на вода в резервоари за освежаване на циркулационна вода (продухване)……………………………………………….… Q прод. ;

Нулиране Отпадъчни водив резервоара ………………………..…….…....Q sb.st.

Безвъзвратно потреблениеи загубите на вода в производството на местата на нейното използване са равни на

къде е количеството вода, отнесено с продукта;

- количеството вода, отнесено с отпадъците.

Консумация на вода за напояване на подове, алеи и насажденияопределя се съгласно SNiP II-31-74. Обемът на оттока за поливане и измиване за годината, m 3, се изчислява по формулата

където а– площ на пътните настилки, % (обикновено около 20%);

b- броя на дните, през които се извършва измиването (за средна лентаРусия около 150).

Загуба на вода за изпаряване по време на охлаждане Qиспански , определена по формулата

където ∆ t = t 1 – T 2 – температурна разлика на водата в градуси, дефинирана като температурна разлика между водата, влизаща в охладителя (езерце, пръскащо езерце или охладителна кула), T 1 и охладена вода T 2 ;

Qготино – консумация на рециклирана вода;

Да се esp - коефициент, отчитащ дела на топлопреминаването чрез изпарение в общия топлопренос, взет за бризгални басейни и охладителни кули, в зависимост от температурата на въздуха (по сух термометър) съгласно табл. 7, а за водоеми (езерца)-охладители - в зависимост от естествената температура във водотока съгласно табл. осем.

Таблица 7 - Стойности Да се isp в зависимост от температурата на въздуха

Таблица 8 - Да се isp в зависимост от естествената температура във водното течение

Загуба на вода чрез пренасяне от системата под формата на капчици Q un. (ако като топлоносител се използва вода) зависят от вида, конструкцията и размерите на охладителя, а при отворените охладители - от скоростта на вятъра и др.

където K un е коефициентът на загуба на вода за пренасяне:

Таблица 9-Стойности на коефициента на загуба на вода за пренасяне (Kun):

Загуби на вода за изпарение от водната повърхност на естествените резервоари, както и транспирацията на водата от растителността трябва да се определят съгласно инструкциите "Инструкции за изчисляване на изпарението от водната повърхност на резервоарите."

Загуба на вода за филтриранеопределя се чрез специално изчисление. Тези загуби незначителенс водоустойчиви основи и слабо филтриращи огради, с добре филтриращи основи, състоящи се от камъчета и пясък, размерът на тези загуби може да достигне десетки проценти от притока на вода.

Очакван дебит на продухваща водае

където j add е допустимият коефициент на изпарение на водата в циркулационната охладителна система, в зависимост от състава на изходната вода и метода на обработка на допълнителна или циркулационна вода; в охладителните кули j add варира от 1 до 6.

Количеството вода, взето от естествен източник

……………………………………………………… m 3 / ден

Количество продукция ..……...Q емисия =16800 t/ден

Влажност на продуктите……………………..…. α=1%

Количеството отпадъци …………….……………..Q отпадъци = 58 m 3 / ден

Влажност на седимента………………….………..…. β=96%

Коефициент на рециркулация………….………. λ=0,49

Площ за напояване……………... F=0,5 ха

Температурата на водата, влизаща в охладителя….…. T 1 \u003d 43,6 ºС

Температура на охладената вода………..….…37,3 ºС

Температура на въздуха………………….......... T въздух =20 ºС

Допустим коефициент на изпарение на водата в системата

обратно охлаждане……………………. φ добавяне = 2

За да се изчисли охладителната система на автомобилен или тракторен двигател, първоначалната стойност е количеството топлина, отделена от него за единица време Q готино . Това количество може да се определи от уравнението на топлинния баланс:

където q готино- делът на количеството топлина, отведено от двигателя. За бензинови двигатели q готино= 800–1300 kJ/kW? s, за дизелови двигатели q готино= 1100–1150 kJ/kW? с.

След като определи стойността Q готино , след това намерете количеството течност , циркулиращи в охладителната система за единица време,

,

където Уе топлинният капацитет на циркулиращия флуид.

За вода C w = 4,22 kJ/kg? K, за смеси от етилен гликол C w = 2–3,8 kJ/kg? ДА СЕ;

t навън, t навътре- температура на течността, излизаща от радиатора и влизаща в него, °C.

За радиатори на автомобилни и тракторни двигатели стойността t навън – t навътре= 5–10? ОТ.

Системата за охлаждане на двигателя обикновено се изчислява за два режима на работа на двигателя: при номинална мощност и максимален въртящ момент.

Размерът на охлаждащата повърхност на радиатора (m 2) се определя по формулата:

,

където ке общият коефициент на топлопреминаване през стените на радиатора,

t cool- средна температура на охлаждащата течност в радиатора, °С;

,

където t в охлаждащата течност = 90? C е температурата на охлаждащата течност на входа на радиатора;

t out cool = 80–85? C е температурата на охлаждащата течност на изхода на радиатора;

t coolе средната температура на въздуха, преминаващ през радиатора, °C,

,

където t в хладно = 40? C е температурата на въздуха на входа на радиатора;

t out cool = 60–70? C е температурата на въздуха на изхода на радиатора.

Коефициент кзависи от много фактори: материала на охлаждащата решетка, формата и състоянието на нейните вътрешни и външни повърхности, естеството на движение на въздушния поток и др. Топлообменът на радиатора се влошава значително, когато се образува котлен камък, ръжда или мръсотия в него.

Стойност кможе да се определи по формулата:

,

където? 1 \u003d 8500–14500 kJ / m 2? ч? K е коефициентът на топлопреминаване от течността към стените на радиатора;

? е коефициентът на топлопроводимост на метала на стените (тръбите) на радиатора. За месингова стойност? = 300–450 kJ/m? ч? K, за алуминий -? = 300–350 kJ/m? ч? K, за неръждаема стомана -? = 35–70 kJ/m? ч? ДА СЕ;

? е дебелината на стената на тръбата, m;

? 2 - коефициент на топлопреминаване от стените на радиатора (тръбите) към въздуха, ? 2 \u003d 150–1100 kJ / m 2? ч? ДА СЕ.

Коефициент? 2 най-вече зависи от скоростта на въздуха ? КОЙпреминаващ през радиатора и се изразява чрез зависимостта:

За предварителни изчисления на площта на радиатора на охладителната система можете да използвате формулата:

,

където f- специфична охладителна площ, m 2 / kW.

За автомобили f= 0,14–0,3, за камиони f= 0,2–0,4, за трактори f = 0.4–0.55.

Капацитет на системата за течно охлаждане l. (Ne в kW) варира в следните граници: за автомобили – (0,13–0,35)?Ne, за камиони – (0,27–0,8)?Ne, за трактори – (0,5–1,7)?Ne.

Размерът на вентилатора на автомобилен или тракторен двигател трябва да бъде такъв, че да осигурява подаване на въздух в количеството, необходимо за охлаждане на течността в радиатора.

Типът на вентилатора се определя от условния коефициент на скорост:

,

където V КОЙ- производителност на вентилатора, m 3 / s.

,

където? КОЙ= 1,07 kg/m 3 - плътност на въздуха;

Уоз= 1 kJ/kg? K е топлинният капацитет на въздуха;

H - налягане на вентилатора. H = 600–1000 Pa.

При n ref = 15–100 се използват центробежни вентилатори, при n ref = 80–300 се използват аксиални едностъпални вентилатори.

2.1.1 Определяне на дебита на охлаждащата вода

Консумацията на охлаждаща вода G в (в kg / s) се определя от топлинния баланс на кондензатора:

където е енталпията на парата в барометричния компенсатор, kJ/kg;

е топлинният капацитет на водата, kJ/(kg K);

C в \u003d 4190 kJ / (kgK);

Начална температура на охлаждащата вода, ºС;

t n \u003d 10 20 ºС

Крайна температура на сместа от вода и кондензат, ºС.

Температурната разлика между парата и течността на изхода на кондензатора е 3 ÷ 5 градуса, така че крайната температура на водата се приема 3 ÷ 5 градуса. под температурата на кондензация на парите:

2.1.2 Изчисляване на барометричния диаметър на кондензатора

Барометричният диаметър на кондензатора ‚ се определя от уравнението на потока

, (2.2)

където - плътност на парите, kg / m 3, избрана според налягането на парите в кондензатора P bq;

– скорост на парата, m/s, взета в рамките на 15 ÷ 25 m/s.

Според нормите на NIIKHIMMASH избираме барометричен кондензатор с диаметър d bc = 600 mm с диаметър на тръбата d bt = 150 mm.

2.1.3 Изчисляване на височината на барометричната тръба

Скорост на водата в барометрична тръба

Височина на барометричната тръба

, (2.3)

където V е вакуумът в барометричния кондензатор, Pa;

е сумата от коефициентите на местно съпротивление;

е коефициентът на триене в барометричната тръба;

са височината и диаметърът на барометричната тръба, m;

0,5 - надморска височина за възможна промяна на барометричното налягане.

където са местните коефициенти на съпротивление на входа и изхода на тръбата.

Коефициентът на триене зависи от начина на движение на водата в барометричната тръба. Нека определим режима на водния поток в барометрична тръба:

където е вискозитетът на водата, Pa∙s, определен от номограмата при температура на водата t cf.

За гладки тръби с Re = 123250,

2.2 Изчисляване на производителността на вакуумната помпа

Производителността на вакуумната помпа G air се определя от количеството въздух, което трябва да бъде отстранено от барометричния кондензатор:

където 2,5∙10 -5 е количеството газ, отделено от 1 kg вода; 0,01 - количеството газ, засмукан в кондензатора през уплътненията на 1 kg пара. Тогава

Обемна производителност на вакуумната помпа

, (2.5)

където R е универсалната газова константа, J/(kmol K);

M in е молекулното тегло на въздуха, kg/kmol;

t in - температура на въздуха, ºС;

R в - парциално наляганесух въздух в барометричен кондензатор, Pa.

Температура на въздуха

въздушно налягане

, (2.6)

където P p е налягането на сухата наситена пара при t v, Pa. При температура на въздуха 27,07ºС, Р p = 0,038∙9,8∙10 4 Pa.

Познавайки обемната производителност на въздуха и остатъчното налягане в кондензатора R bk, според каталога избираме вакуумна помпа тип VVN - мощност 3 вала.

Специфичен разход на енергия за тон изпарена вода, ,

Тези фактори трябва да се вземат предвид при технико-икономическото сравнение на устройствата и избора на оптимален дизайн. По-долу са основните области на използване на изпарителите различни видове. За изпаряване на разтвори с нисък вискозитет ~8·10-3 Pa s, без образуване на кристали, най-често се използват вертикални изпарители с многократна естествена циркулация. От тях...

Нормализира се след сгъстяване с вода, обезмаслено мляко или сметана. Водата трябва да бъде преварена и пречистена. 4. Изчисляване на двукорпусен вакуум изпарител Изчисляване на двукорпусен вакуум изпарител с термокомпресор за производство на кондензирано мляко с разработка на изпарител. Изходни данни: Производителност по изпарена влага: W=2000; Работно налягане на парата: ...

Дебит на охлаждащата течност, m3/s; G е масовият дебит на охлаждащата течност, kg/h; γ е плътността на парите, kg/m3; w е скоростта на парата, m/s. Вземете скорост на парата 20 m/sec. Обобщаваме изчисленията в табл. Таблица с изчисления за фитинги на изпарителна инсталация Име на фитинг Консумация на пара, kg / h Налягане на пара, atm Плътност, kg / m3 Втори поток, m3 / s Скорост на парата, m / s Диаметър, mm изчислено прието ...

Течностите в тръбите, както и върху интензивността на изпаряване.Следователно в устройства с принудителна циркулация изпарението протича ефективно при малки полезни температурни разлики. не повече от 3-5 ° C и със значителни вискозитети на разтвори Един от дизайните на изпарител с принудителна циркулация е показан на фиг. 16. Устройството има отдалечена вертикална нагревателна камера ...