Vi tar veggtykkelsen på dysen lik 10 mm (vanligvis er den lik 8-12 mm).

Vi aksepterer helningsvinkelen til dysene til den vertikale aksen lik 20° når dysene er plassert på endedelen av hodet i en rad.

I henhold til de innhentede dataene om dimensjonene til dysene, samt deres helningsvinkel til lansens akse, ved hjelp av grafiske konstruksjoner, bestemmer vi dimensjonene og designer utformingen av samleren og endedelen av dysen hode.

I samsvar med de oppnådde dimensjonene velger vi de nødvendige diametrene for oksygentilførselen (Dk), separasjons- (Dr) og ytre (Dn) tuyere-rør i henhold til GOST 8732-58 for sømløse stålrør produsert av vår industri. Dette tar hensyn til behovet for å sikre tilstrekkelig vannstrøm for å kjøle formunnen, samt forholdet mellom tverrsnittene til kanalene for tilførsel og tømming av vann.

I dette tilfellet er Dk = 325 8 mm, Dp = 377 9 mm, Dn = 426 9 mm.

Basert på dataene om avstanden fra nivået til det stillestående metallet i omformeren til tuyere-vinduet i peisen, samt den øverste posisjonen til vognen for å feste lansen, bestemmer vi lengden på sistnevnte til 23 m.

Tatt i betraktning avstanden til dysene på lansen fra de stasjonære punktene for oksygen og vanntilførsel til enheten, velger vi lengden på den fleksible metallslangen på 23 m.

> Beregning av vannforbruk for lansekjøling

Varmetap (Qf) for kjøling av oksygenlansen bestemmes av formelen:

Qf = 3,14 Dн (q1 ln.c. + q2 ln.c.),

Hvor q1, q2 - henholdsvis verdien av den spesifikke varmefluksen for seksjonen av dysen, indusert i omformerens hulrom og for seksjonen plassert over omformeren, MJ/m2·h;

ln.k., ln.k. - henholdsvis lengden av seksjonen av dysen plassert i omformerhulrommet og over det, m;

Dn - ytre diameter på lansen, m.

Med en ytre diameter på dysen på 0,426 m og en dybde på å senke den inn i omformeren med 6,0 ​​(senkingsdybden bestemmes av forskjellen mellom avstanden fra nivået til et rolig bad til kuttet av omformerens hals og arbeidshøyde til dysen over badekaret), varmetap under blåsing ved q1 = 2500 og q2 = 3750 MJ/m2 t vil være:

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

I dette tilfellet vil vektstrømningshastigheten til kjølevann være lik:

hvor C er varmekapasiteten til vann (4,19 kJ/kg K);

Тout, Тin - vanntemperatur ved utløpet og innløpet til dysen, K.

Typisk vannforbruk for lansekjøling

QH2O = GH2O / сH2O = 454925,3 / 1000 = 454,9 m3/t.

> Bestemmelse av driftstrykket til oksygen foran den fleksible slangen til lansen

Først bestemmer vi trykket av teknisk oksygen ved innløpet til dysen i henhold til formelen:

hvor Rv.f. - trykk av teknisk oksygen ved inngangen til tuyere, atm;

Dk er den indre diameteren til oksygentilførselsrøret, cm;

c0 - teknisk oksygentetthet under normale forhold kg/m3;

V0 - teknisk oksygenforbruk, m3/s;

P1 - teknisk oksygentrykk ved dyseinnløpet (over tatt lik 14 atm);

lf - friksjonskoeffisient vedtatt for metallrør lik 0,05;

Hvis er lengden på dysen, m (23 m ble tatt ovenfor).

Etter å ha erstattet de nødvendige verdiene i ligningen, får vi:

I analogi med beregningen ovenfor bestemmer vi trykket av teknisk oksygen foran den fleksible slangen til tuyeren. Oksygentrykket foran den fleksible slangen bestemmes av et lignende uttrykk:

hvor ls - friksjonskoeffisient for metallslanger, tatt lik 0,1;

Dsh - innvendig diameter på metallslangen, cm.

Tabell 22 - Hoveddimensjoner og driftsdata for den konstruerte lansen

Navn	Symbol	måleenhet	Verdi
1. Oksygentrykk foran den fleksible slangen
2. Oksygentrykk foran dysene
3. Oksygenforbruk
4. Vannforbruk til lansekjøling
5. Antall dyser i munnrøret
6. Dysediameter i kritisk seksjon
7. Utløpsdysediameter
8. Dyselengde inkludert: subkritisk lengde superkritisk lengde
9. Dyseåpningsvinkel
10. Helningsvinkel for dyser til vertikalen

Den mest lovende måten å redusere forbruket av ferskvann på er å lage sirkulerende og lukkede vannforsyningssystemer. Med et sirkulerende vannforsyningssystem brukes det samme vannet mange ganger, med liten forurensning. Forskjellige tap av vann i flytende form og i form av damp kompenseres av ekstra make-up.

Totalt vanntap og vanngjenvinningssystemer per tidsenhet eller per produksjonsenhet består av følgende kostnader:

Uopprettelige tap - medføring med produktet eller avfallet... Q b.p. ;

Kostnader for vanning av gulv, innkjørsler, beplantning ……..…..……Q-gulv. ;

Fordampning i den sirkulerende vannkjøleren …………….……..…Q app. ;

Medføring med luft fra kjøleren …………………..…………………..Q un. ;

Naturlig fordampning fra vannoverflaten…………..………. Q isp.est;

Transpirasjon av vegetasjonen i reservoaret ………………………………….….Q trans. ;

Filtrering fra vannforsyningssystemet ned i jorden………..……… Q f. ;

Utslipp av vann til reservoarer for oppfriskning av sirkulerende vann (rensing)……………………………………………………….… Q prod. ;

Nullstille Avløpsvann inn i reservoaret …………………………..…….……….Q sb.st.

Ugjenkallelig forbruk og vanntap i produksjonen på brukssteder er lik

hvor er mengden vann som føres bort med produktet;

- mengden vann som føres med avfall.

Vannforbruk til vanning av gulv, innkjørsler og beplantning bestemt i henhold til SNiP II-31-74. Volumet av vannings- og vaskeavrenning for året, m 3, beregnes med formelen

hvor en– areal av veidekker, % (vanligvis ca. 20 %);

b- antall dager vasken utføres (for midtbane Russland rundt 150).

Tap av vann til fordampning under avkjøling Q spansk , bestemt av formelen

hvor ∆ t = t 1 – t 2 – vanntemperaturforskjell i grader, definert som temperaturforskjellen mellom vannet som kommer inn i kjøleren (dam, spraydam eller kjøletårn), t 1 og avkjølt vann t 2 ;

Q kul – resirkulert vannforbruk;

Til esp - koeffisient som tar hensyn til andelen varmeoverføring ved fordampning i den totale varmeoverføringen, tatt for sprøytebassenger og kjøletårn, avhengig av lufttemperaturen (ved tørrpære) i henhold til tabell. 7, og for magasiner (dammer)-kjølere - avhengig av naturlig temperatur i vassdraget i henhold til Tabell. åtte.

Tabell 7 - Verdier Til isp avhengig av lufttemperaturen

Tabell 8 - Til isp avhengig av naturlig temperatur i vassdraget

Tap av vann ved overføring fra systemet i form av dråper Q un. (hvis vann brukes som varmebærer) avhenger av type, design og dimensjoner på kjøleren, og for åpne kjølere - av vindhastighet, etc.

hvor K un er koeffisienten for vanntap for overføring:

Tabell 9- Verdier av vanntapskoeffisient for overføring (Kun):

Tap av vann ved fordampning fra vannoverflaten til naturlige reservoarer, samt transpirasjon av vann ved vegetasjon bør bestemmes i henhold til instruksjonene "Instruksjoner for beregning av fordampning fra vannoverflaten til reservoarer."

Tap av vann for filtrering bestemt ved en spesiell beregning. Disse tapene ubetydelig med vanntette underlag og svakt filtrerende gjerder, med godt filtrerende underlag bestående av småstein og sand, kan størrelsen på disse tapene nå titalls prosent av vanntilsiget.

Estimert utblåsningsvannføring er

hvor j add er den tillatte koeffisienten for vannfordampning i det sirkulerende kjølesystemet, avhengig av sammensetningen av kildevannet og metoden for å behandle ekstra eller sirkulerende vann; i kjøletårn varierer j add fra 1 til 6.

Mengden vann tatt fra en naturlig kilde

……………………………………………………………… m 3 / dag

Utgangsmengde ..……...Q-utgave =16800 t/dag

Fuktighet i produktene…………………………..…. α=1 %

Mengden avfall ………………….…………………..Q avfall = 58 m 3 / dag

Sedimentfuktighet…………………………………..…. β=96 %

Resirkulasjonsforhold………….………. λ=0,49

Areal for vanning…………………... F=0,5 ha

Temperaturen på vannet som kommer inn i kjøleren….…. T 1 \u003d 43,6 ºС

Avkjølt vanntemperatur………..….…37,3 ºС

Lufttemperatur………………………………… T luft =20 ºС

Tillatt koeffisient for fordampning av vann i systemet

omvendt kjøling………………………. φ legg til = 2

For å beregne kjølesystemet til en bil- eller traktormotor, er startverdien mengden varme som fjernes fra den per tidsenhet Q kult . Denne mengden kan bestemmes fra varmebalanseligningen:

hvor q kult- andelen av mengden varme som fjernes fra motoren. For bensinmotorer q kult= 800–1300 kJ/kW? s, for dieselmotorer q kult= 1100–1150 kJ/kW? Med.

Etter å ha bestemt verdien Q kult , finn deretter væskemengden , sirkulerer i kjølesystemet per tidsenhet,

,

hvor W er varmekapasiteten til den sirkulerende væsken.

For vann C w = 4,22 kJ/kg? K, for etylenglykolblandinger C w = 2–3,8 kJ/kg? TIL;

t ut, t inn- temperatur på væsken som forlater radiatoren og kommer inn i den, °C.

For radiatorer til bil- og traktormotorer, verdien t ut – t inn= 5–10? FRA.

Motorens kjølesystem beregnes vanligvis for to motordriftsmoduser: ved merkeeffekt og maksimalt dreiemoment.

Størrelsen på radiatorens kjøleflate (m 2) bestemmes av formelen:

,

hvor k er den totale varmeoverføringskoeffisienten gjennom radiatorveggene,

t kult- gjennomsnittlig temperatur på kjølevæsken i radiatoren, °С;

,

hvor t i kjølevæske = 90? C er temperaturen på kjølevæsken ved innløpet til radiatoren;

ikke kult = 80–85? C er temperaturen på kjølevæsken ved utløpet av radiatoren;

t kult er gjennomsnittstemperaturen til luften som passerer gjennom radiatoren, °C,

,

hvor t i kult = 40? C er lufttemperaturen ved radiatorinntaket;

t ut kult = 60–70? C er lufttemperaturen ved utløpet av radiatoren.

Koeffisient k avhenger av mange faktorer: materialet til kjølegitteret, formen og tilstanden til dets indre og ytre overflater, arten av luftstrømmens bevegelse osv. Varmeoverføringen til radiatoren forringes betydelig når det dannes kalk, rust eller skitt. i det.

Verdi k kan bestemmes av formelen:

,

hvor? 1 \u003d 8500–14500 kJ / m 2? h? K er varmeoverføringskoeffisienten fra væsken til radiatorveggene;

? er varmeledningskoeffisienten til metallet i veggene (rørene) til radiatoren. For messingverdi? = 300–450 kJ/m? h? K, for aluminium -? = 300–350 kJ/m? h? K, for rustfritt stål -? = 35–70 kJ/m? h? TIL;

? er rørets veggtykkelse, m;

? 2 - koeffisient for varmeoverføring fra veggene i radiatoren (rørene) til luft, ? 2 \u003d 150–1100 kJ / m 2? h? TIL.

Koeffisient? 2 avhenger mest av lufthastigheten ? HVEM passerer gjennom radiatoren, og uttrykkes ved avhengigheten:

For foreløpige beregninger av arealet til radiatoren til kjølesystemet, kan du bruke formelen:

,

hvor f- spesifikt kjøleareal, m 2 / kW.

Til biler f= 0,14–0,3, for lastebiler f= 0,2–0,4, for traktorer f = 0.4–0.55.

Kapasiteten til væskekjølesystemet l. (Ne i kW) varierer innenfor følgende grenser: for personbiler – (0,13–0,35)?Ne, for lastebiler – (0,27–0,8)?Ne, for traktorer – (0,5–1,7)?Ne.

Størrelsen på viften til en bil- eller traktormotor må være slik at den sikrer tilførsel av luft i den mengde som er nødvendig for å avkjøle væsken i radiatoren.

Viftetypen bestemmes av den betingede hastighetskoeffisienten:

,

hvor V HVEM- vifteytelse, m 3 / s.

,

hvor? HVEM= 1,07 kg/m 3 - lufttetthet;

Woz= 1 kJ/kg? K er varmekapasiteten til luft;

H - viftetrykk. H = 600–1000 Pa.

Med n ref = 15–100 brukes sentrifugalvifter, med n ref = 80–300 brukes aksiale etttrinnsvifter.

2.1.1 Bestemme kjølevannsmengden

Forbruket av kjølevann G in (i kg / s) bestemmes fra varmebalansen til kondensatoren:

hvor er entalpien til damp i den barometriske kompensatoren, kJ/kg;

er varmekapasiteten til vann, kJ/(kg K);

C i \u003d 4190 kJ / (kgK);

Starttemperatur på kjølevann, ºС;

t n \u003d 10 20 ºС

Slutttemperatur på blandingen av vann og kondensat, ºС.

Temperaturforskjellen mellom damp og væske ved utløpet av kondensatoren er 3 ÷ 5 grader, så den endelige vanntemperaturen antas å være 3 ÷ 5 grader. under dampkondenseringstemperaturen:

2.1.2 Beregning av barometrisk kondensatordiameter

Den barometriske kondensatordiameteren ‚ bestemmes fra strømningsligningen

, (2.2)

hvor - damptetthet, kg / m 3 valgt i henhold til damptrykket i kondensatoren P bq;

– damphastighet, m/s, tatt innenfor 15 ÷ 25 m/s.

I henhold til NIIKHIMMASH-normalene velger vi en barometrisk kondensator med en diameter på d bc = 600 mm med en rørdiameter på d bt = 150 mm.

2.1.3 Beregning av høyden på barometerrøret

Vannhastighet i et barometrisk rør

Barometrisk rørhøyde

, (2.3)

hvor V er vakuumet i den barometriske kondensatoren, Pa;

er summen av lokale motstandskoeffisienter;

er friksjonskoeffisienten i det barometriske røret;

er høyden og diameteren til det barometriske røret, m;

0,5 - høydemargin for en mulig endring i barometertrykk.

hvor er de lokale motstandskoeffisientene ved rørinnløp og utløp.

Friksjonskoeffisienten avhenger av modusen for vannbevegelse i det barometriske røret. La oss bestemme modusen for vannstrøm i et barometrisk rør:

hvor er viskositeten til vann, Pa∙s, bestemt av nomogrammet ved vanntemperatur t jfr.

For glatte rør med Re = 123250,

2.2 Beregning av ytelsen til vakuumpumpen

Ytelsen til vakuumpumpen G luft bestemmes av mengden luft som må fjernes fra den barometriske kondensatoren:

hvor 2,5∙10 -5 er mengden gass som frigjøres fra 1 kg vann; 0,01 - mengden gass som suges inn i kondensatoren gjennom tetningene per 1 kg damp. Deretter

Vakuumpumpens volumetriske ytelse

, (2.5)

hvor R er den universelle gasskonstanten, J/(kmol K);

M in er molekylvekten til luft, kg/kmol;

t i - lufttemperatur, ºС;

R i - delvis Trykk tørr luft i en barometrisk kondensator, Pa.

Lufttemperatur

Lufttrykk

, (2.6)

hvor P p er trykket av tørr mettet damp ved t v, Pa. Ved en lufttemperatur på 27,07ºС, Р p = 0,038∙9,8∙10 4 Pa.

Når vi kjenner til den volumetriske luftproduktiviteten og resttrykket i kondensatoren R bk, velger vi i henhold til katalogen en vakuumpumpe av VVN-typen - 3-akseleffekt.

Spesifikt energiforbruk per tonn fordampet vann, ,

Disse faktorene bør tas i betraktning i teknisk og økonomisk sammenligning av enheter og valg av optimal design. Nedenfor er de viktigste bruksområdene for fordampere forskjellige typer. For fordampning av løsninger med lav viskositet ~8 10-3 Pa s, uten dannelse av krystaller, brukes oftest vertikale fordampere med flere naturlig sirkulasjon. Av dem...

Det normaliseres etter jevning med vann, skummet melk eller fløte. Vann må kokes og renses. 4. Beregning av en to-tilfelles vakuumfordamper Beregning av en to-tilfelles vakuumfordamper med termokompressor for produksjon av kondensert melk med utvikling av en fordamper. Innledende data: Produktivitet på fordampet fuktighet: W=2000; Arbeidsdamptrykk: ...

Kjølevæskestrømningshastighet, m3/s; G er massestrømningshastigheten til kjølevæsken, kg/h; γ er damptettheten, kg/m3; w er damphastigheten, m/s. Ta damphastighet 20 m/sek. Vi oppsummerer beregningene i tabell. Tabell over beregninger for beslag av en fordamperinstallasjon Navn på armatur Dampforbruk, kg / h Damptrykk, atm Tetthet, kg / m3 Andre strømning, m3 / s Damphastighet, m / s Diameter, mm beregnet akseptert ...

Væsker i rørene, så vel som på intensiteten av fordampning.Derfor, i enheter med tvungen sirkulasjon, fortsetter fordampningen effektivt ved små nyttige temperaturforskjeller. ikke over 3-5 ° C og med betydelige viskositeter av løsninger En av designene til en fordamper med tvungen sirkulasjon er vist i fig. 16. Enheten har et eksternt vertikalt varmekammer ...