第七章-焦?fàn)t氣體力學(xué)原理ppt課件

1、第七章 焦?fàn)t氣體力學(xué)原理,第一節(jié) 焦?fàn)t用氣體柏努利方程式及其應(yīng)用 一、焦?fàn)t內(nèi)氣體流動(dòng)特點(diǎn) 單位質(zhì)量流體穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的機(jī)械能量衡算式(柏努 利方程式)的形式如下: (71) 焦?fàn)t內(nèi)煤氣、空氣和廢氣的流動(dòng)規(guī)律，基本上符合 上述方程式，但在應(yīng)用時(shí)要考慮如下特點(diǎn),1、焦?fàn)t加熱系統(tǒng)各區(qū)段流過(guò)不同的氣體，且氣體從斜道進(jìn)入立火道后，溫度發(fā)生劇變，組成發(fā)生變化，因此要分段運(yùn)用上述方程式,2、焦?fàn)t內(nèi)加熱系統(tǒng)的壓力變化較小，各區(qū)段溫度呈均勻變化(見(jiàn)下圖)，故流動(dòng)過(guò)程中氣體密度以平均溫度下的氣體調(diào)和平均密度1-2代替。為便于焦?fàn)t上應(yīng)用，式（7-1）以壓力形式表示,調(diào)和平均密度1-2,3、焦?fàn)t加熱系統(tǒng)不僅是個(gè)通道，而

2、且起著氣流分配或者匯合作用。此外，集氣管、加熱煤氣主管和煙道等都有分配或匯合氣體的作用。在這些分配或匯合道中動(dòng)壓力和動(dòng)量的變化影響很大，因此要考慮變量氣流時(shí)的流動(dòng)特點(diǎn),4、方程式中Zg、p、w2/2分別是位壓力、靜壓力和動(dòng)壓力，三者之和即為總壓，因此在穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，柏努利方程式表現(xiàn)為： 總壓差 = 總阻力 流體流動(dòng)時(shí)，當(dāng)其中任何一方發(fā)生變化時(shí)，平衡就破壞，穩(wěn)定流動(dòng)變?yōu)椴环€(wěn)定流動(dòng)，流量將發(fā)生變化，并在流量改變后的條件下，總壓差和阻力達(dá)到新平衡。焦?fàn)t加熱調(diào)節(jié)時(shí)為改變流量，按這一原理，可以采用兩種方法： (1)改變煤氣、廢氣的靜壓力來(lái)改變系統(tǒng)的總壓差； (2)改變調(diào)節(jié)裝置的開(kāi)度（局部阻力系數(shù)）來(lái)改變系

3、統(tǒng)的阻力,二、焦?fàn)t實(shí)用氣流方程式及其應(yīng)用,1、上升氣流公式與浮力,記： a1=P1-P1 始點(diǎn)的相對(duì)壓力 a2=P2-P2 終點(diǎn)的相對(duì)壓力 h1-2=Z2-Z1 代入上式整理得： 焦?fàn)t內(nèi)對(duì)于氣體流量不變的通道，一般 與其它項(xiàng)相比甚小，可以忽略不計(jì)， 則上式簡(jiǎn)化為,Pa （7-4） 記： 熱氣柱的熱浮力 由圖7-1所示，h1-21-2g為熱氣柱作用在1-1面上的位壓 力，h1-2空g為同一高度冷空氣作用在底面的位壓力。因空 1-2，故熱浮力即空氣柱與熱氣柱的位壓差，其作用是推 動(dòng)熱氣體向上流動(dòng)，氣柱愈高，空氣與熱氣體的密度差愈 大時(shí)，熱浮力愈大。 式（7-4）中，當(dāng)熱浮力大于阻力時(shí)，a2a1，

4、熱浮力小于阻力時(shí)，a2a1,例 焦?fàn)t壓力制度規(guī)定，在推焦前20min，吸氣管下部炭化室底部測(cè)壓孔（距爐底0.3m）處的相對(duì)壓力不低于4.9Pa。如推焦前的煤氣密度0=0.35/m3 ，溫度為800，大型焦?fàn)t炭化室底部與集氣管中心距為7m，荒煤氣經(jīng)焦炭層、上升管到集氣管測(cè)壓點(diǎn)的阻力為4.9Pa，大氣溫度為0，空氣密度空=1.293/m3，集氣管壓力應(yīng)規(guī)定多少？ 解：荒煤氣由炭化室底部至集氣管作上升流動(dòng)，故集氣管壓力為： 2=4.9+79.81 -4.9=82.65Pa,2、下降氣流公式 如圖7-2所示，熱氣體在通道內(nèi)下降流動(dòng)時(shí)，始點(diǎn)在上部， 相對(duì)壓力仍為a1，終點(diǎn)在部，相對(duì)壓力仍為 a2。在忽略

5、動(dòng)壓力 項(xiàng)時(shí)，同理可導(dǎo)出下降氣流公式： 式（7-5）表明，下發(fā)氣流時(shí)， 熱浮力和阻力一樣，均起阻 礙氣流運(yùn)動(dòng)的作用，故a2a1,例、焦?fàn)t燒焦?fàn)t煤氣時(shí)，下降氣流斜道的平均阻力位29pa，蓄熱室頂部至看火孔的高度約6.2m。如上述部位每米高熱廢氣的浮力為10pa，為使看火孔壓力為5pa，下降氣流蓄熱室頂部吸力應(yīng)規(guī)定是多少？ a2=5-6.2*10-29 =-86pa 即上升氣流蓄熱室頂部吸力為86pa 有計(jì)算可以看出，斜道阻力越大時(shí)，上升氣流蓄熱室頂部吸力越小,3水平氣流公式 在水平通道里流動(dòng)的氣體，因其 =0，所以浮力項(xiàng)等于零，則有 從式中可以看出，氣體在水平流動(dòng)時(shí)，兩斷面中不論絕對(duì)壓力如何，其

6、壓力差代表這兩個(gè)斷面之間的阻力，即 如果在同一系統(tǒng)兩種操作情況下或兩個(gè)形狀尺寸完全一致的地區(qū)，其兩端壓力差相同，則阻力相同，通過(guò)的氣體量也相同,4、循序上升與下降氣流公式 如圖7-3所示，對(duì)于既有上升又有下降的通道，分段使用上升、下降氣流公式，整理得循序上升與下降氣流公式： 式中：a始、a終分別為始點(diǎn)和終點(diǎn)的相對(duì)壓力； h上(空-i)g氣流全過(guò)程中，上升段浮 浮力總和（各段i不同)； h下(空-i)g氣流全過(guò)程中，下降段浮力總和； P從始點(diǎn)到終點(diǎn)全部阻力之和,用上升和下降氣流公式分析焦?fàn)t用貧煤氣加熱時(shí)，煤氣和空氣蓄熱室頂部吸力的關(guān)系,例 冬夏兩季大氣壓力發(fā)生變化，試分析這種變化對(duì)焦?fàn)t集氣管壓力

7、、蓄熱室頂部吸力的影響 冬季集氣管壓力應(yīng)保持比夏季較高 上升蓄熱室吸力冬季比夏季高 下降蓄熱室吸力冬季比夏季高,5焦?fàn)t實(shí)用氣流方程式的應(yīng)用 上述各氣流公式廣泛用于計(jì)算或分析焦?fàn)t通道內(nèi)相對(duì)壓力、阻力和浮力的關(guān)系。如： (1)按推焦前吸氣管下方的炭化室底部相對(duì)壓力保持05Pa的規(guī)定，計(jì)算集氣管壓力。 （2）按上升氣流看火孔保持相對(duì)壓力-5+5Pa的規(guī)定，計(jì)算蓄熱室頂部吸力（爐外壓力減同一水平的爐內(nèi)壓力P為吸力）。 (3)焦?fàn)t用貧煤氣加熱時(shí)，分析和計(jì)算煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室頂部吸力的相互關(guān)系,4)根據(jù)蓄熱室頂部和底部的吸力差，分析格子磚的堵塞情況。 (5)空氣蓄熱室進(jìn)風(fēng)門開(kāi)度，煤氣蓄熱室孔板大小或廢

8、氣開(kāi)閉器的翻板開(kāi)度對(duì)蓄熱室頂部吸力的影響。 (6)大氣溫度明顯變化時(shí)，改變蓄熱室進(jìn)風(fēng)門開(kāi)度以穩(wěn)定蓄熱室頂部吸力的必要性。 (7)蓄熱室換向間隔時(shí)間內(nèi)頂部吸力的變化及原因分析。 (8)煙囪吸力和煙囪高度的計(jì)算。 對(duì)以上計(jì)算，現(xiàn)舉例加以說(shuō)明,例題: 1、集氣管壓力的確定 根據(jù)壓力制度的確定原則：以結(jié)焦末期炭化室底部的壓力不小于5Pa為原則確定集氣管的壓力。 解：如圖所示，依題意，h=8m，空0=1.28 t空=20， 煤氣0=0.51，t煤氣=800 a1=5Pa，求a2=? 由公式： 將數(shù)字代入得： a2=5+8(1.28273/293-0.51273/1073) 9.81-0 = 88.41P

9、a 故一般控制在80120Pa. 生產(chǎn)中，于炭化室底部埋測(cè)壓管，結(jié)焦 末期，調(diào)節(jié)集氣管壓力。當(dāng)炭化室底部的壓 力為5Pa時(shí)的集氣管壓力，就是控制值,2、蓄熱室頂部吸力的確定。 由壓力制度確定原則：以下 降氣流看火孔壓力為0為原則確 定燃燒系統(tǒng)的壓力，并以蓄熱 室頂部吸力為控制指標(biāo)。 解：由下降氣流公式（見(jiàn)圖）： 由題意: 公式簡(jiǎn)化為：a2=a1-h浮-P 或： a1=a2+h浮+P 則： h浮=constant,1) 對(duì)于全爐 調(diào)節(jié)分煙道吸力,即a2。 a1與a2呈線性關(guān)系，同時(shí)增減。 （2）對(duì)于一個(gè)燃燒室 調(diào)節(jié)廢氣盤中的調(diào)節(jié)翻板： 當(dāng)翻板關(guān)時(shí)，阻力P增大，則a1增大； 當(dāng)翻板開(kāi)時(shí)，阻力P減小

10、，則a1減小； 當(dāng)翻板處于某一個(gè)開(kāi)度時(shí)剛好使a1=0, 這時(shí)的蓄熱室頂部吸力即為控制值,三、 煙囪原理 1、煙囪工作原理 煙囪的作用在于使其根部產(chǎn)生足夠吸力，克服加熱系統(tǒng)阻力（包括煙道阻力）和下降氣流段的熱浮力，使?fàn)t內(nèi)廢氣排出，空氣吸入。 煙囪根部吸力靠煙囪內(nèi)熱廢氣浮力產(chǎn)生，其值由煙囪高度和熱廢氣與大氣的密度差決定。 煙囪的工藝設(shè)計(jì)主要是根據(jù)加熱系統(tǒng)阻力和浮力值確定煙囪分部的吸力值，并據(jù)此計(jì)算煙囪高度和直徑,1）煙囪根部所需吸力 如圖所示：從進(jìn)風(fēng)口到煙囪根部應(yīng)用循序上升與 下降氣流公式可得： (-a根)=加P+h下(空-i)-h上(空-i)（7-7） 式中：加P進(jìn)風(fēng)口至煙囪根部的總阻力； h上

11、(空-i)、 h下( 空-i)進(jìn)風(fēng)口至煙囪根部上升氣流段浮力和下降段浮力之和,2）一定高度H的煙囪能產(chǎn)生的根部吸力 從煙囪根部至煙囪頂口應(yīng)用上升氣流公式得： (-a根) = H(空-廢)g -煙P （7-8） 式中： H( 空-廢) 煙囪浮力； 煙P煙囪根部至頂口外的阻力,2、煙囪計(jì)算 （1）煙囪直徑 煙囪頂口直徑d頂按下式計(jì)算： 式中：Q0焦?fàn)t排出的廢氣量，m3/h; w0煙囪出口處廢氣流速，m/s。一般取34m/s，太大，煙囪直徑小而高；太小，直徑大而矮。應(yīng)按煙囪投資權(quán)衡。 煙囪根部直徑d根，據(jù)d頂和煙囪錐度確定，對(duì)于鋼筋混凝土煙囪： d根= d頂+0.01H 式中：0.01煙囪錐度,2）

12、煙囪高度 由式（7-8）可得： 記：Z1 =（-a根） Z2 = 煙P Z3=50Pa或0.15Z1 代入上式得,對(duì)于高原地區(qū)，還應(yīng)進(jìn)行壓力校正： 式中：0空、0廢空氣和廢氣在0下的密度，kg/m3; T空、T廢沿?zé)焽韪呦虼髿夂蜔焽鑳?nèi)廢氣的平均溫度，K； P當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?例9-3 42孔58-型焦?fàn)t，根據(jù)加熱系統(tǒng)阻力和浮力的計(jì)算，煙囪根部需要的吸力Z=284.4Pa.考慮到漏氣，在煙囪中空氣過(guò)剩系數(shù)=1.5。1m干高爐煤氣燃燒產(chǎn)生的濕廢氣量為2.01m/(m煤氣)。廢氣密度 kg/m3，每個(gè)炭化窒需供給的高爐煤氣量平均按0.246m/s計(jì)，煙囪入口處的廢氣溫度240，大氣溫度35，兩座焦?fàn)t合用

13、一個(gè)煙囪，計(jì)算煙囪的工藝尺寸,解： 每座焦?fàn)t的濕廢氣量為： 0.2462.0142=20.64m3/s 則兩座焦?fàn)t的廢氣量為： 20.462=41.28m/s 煙囪出口處的廢氣流速取 =3.2m/s,則煙囪頂部?jī)?nèi)徑為： 煙囪底部?jī)?nèi)徑 ： = +20.01 =4+20.01100=6m（設(shè)煙囪高度為100m） 煙囪內(nèi)廢氣的平均流速： 煙囪頂部廢氣通過(guò)的截面積： =12.57m2。煙囪底部廢氣通過(guò)的截面積： m2,式中 0.49為煙囪底部隔墻厚度，m。 則煙囪的平均斷面積為： m2 廢氣在煙囪中的平均流速： m/s 煙囪的平均直徑： m 煙囪中廢氣的平均溫度：當(dāng)煙囪壁厚為0.5m時(shí)，每1m高煙囪內(nèi)

14、廢氣溫度的下降量可按下式計(jì)算： 式中 A系數(shù)，取A=0.6； D煙囪的平均外徑，m,m 則煙囪出口處的廢氣溫度為：240-1000.25=215 煙囪內(nèi)廢氣的平均溫度為： 廢氣通過(guò)煙囪時(shí)的摩擦阻力為 ，摩擦系數(shù) 則阻力系數(shù) = Pa,煙囪出口突然擴(kuò)大阻力 煙囪出口處廢氣流速： m/s 取突然擴(kuò)大阻力系數(shù)K=1(因?yàn)?，式中 為煙囪出口外大氣，所以為無(wú)限大，則 故煙囪本身的阻力 Pa 取備用吸力： 15 =0.15284.4=42.66Pa 煙囪應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的總吸力為： =284.4+19.34+42.66=346.4Pa,煙囪的高度為： H= m 取煙囪的高度為100m，此計(jì)算結(jié)果與前面的假設(shè)基本

15、一致。 上述計(jì)算所得煙囪高度是在大氣壓為 Pa時(shí)，由于空氣和廢氣的密度需作壓力校正，則當(dāng)大氣壓力為 時(shí)， 煙囪的高度應(yīng)為,三、阻力、壓力差與氣體流量的對(duì)比關(guān)系 1阻力、氣體流量和性質(zhì)的對(duì)比關(guān)系式 焦?fàn)t在己知生產(chǎn)條件下，加熱系統(tǒng)某段的阻力為： 當(dāng)生產(chǎn)條件改變后，該段阻力為： 兩者之比為： (9-15) 式中 、 相應(yīng)條件下的阻力系數(shù)； 、 氣體流速，m/s,為了方便，通常以1個(gè)炭化室所需熱量作基準(zhǔn)，即 = = ，m3/s (9-16) 式中 煉焦耗熱量，kJ/kg； 炭化室裝煤量，t； 周轉(zhuǎn)時(shí)間，h ； C每供給焦?fàn)t1000kJ熱量所需氣體流量，m3/1000kJ,C在焦?fàn)t不同部位可以是煤氣量、

16、空氣量或廢氣量，分別以C煤，C空和C廢表示。 C煤 = ，C空= L實(shí)= ，C廢 = V廢 式中 加熱煤氣低發(fā)熱值，kJ/m3 ； L實(shí)、 燃燒1m3煤氣所需實(shí)際和理論空氣量，m3/m3 V廢 燃燒1m3煤氣所生成的廢氣量， m3/（m3煤氣,由式(9-15)和式(9-16)可得 對(duì)于某一區(qū)段（斜道，火道等），流過(guò)的氣體量，密度相同，溫度也可取平均值，因此該區(qū)段阻力為若干阻力之和，式(9-15)和(9-17)仍適用，即： = = ( )2 (9-18,2壓力差是流量的指標(biāo) 對(duì)整個(gè)燃燒系統(tǒng)有(由循序上升與下降氣流公式轉(zhuǎn)化)： = - + 生產(chǎn)上 、 可準(zhǔn)確測(cè)出，若再測(cè)出各區(qū)段氣體溫度，則上升和下

17、降段的浮力就不難計(jì)算，而利用上式可求出加熱系統(tǒng)有關(guān)區(qū)段的阻力 。當(dāng)加熱系統(tǒng)上升段與下降段浮力差為零時(shí)： =0,則 =,同一通道，在同一燃燒系統(tǒng)兩種生產(chǎn)條件下，氣體的流動(dòng)方向一致而爐內(nèi)調(diào)節(jié)裝置不動(dòng)時(shí)， = ，同時(shí) = ，則可得： = = 上式表明在一定條件下，阻力或壓力差是流量的指標(biāo),例9-4 已知高爐煤氣熱值 kJ/Nm3，焦?fàn)t煤氣熱值 kJ/Nm3，用高爐煤氣加熱時(shí)，煉焦耗熱量 kJ/kg，用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)， 煉焦耗熱量 kJ/kg，=1.25，對(duì)JN43型焦?fàn)t用高爐煤氣加熱時(shí)煤氣斜道阻力為24Pa，求用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)的斜道阻力,解：在同一斜道中k=k則 式中 、 為同一斜道在分別供入煤氣、

18、空氣時(shí)阻力Pa，因 ， ， 。 對(duì)于高爐煤氣： 對(duì)于焦?fàn)t煤氣 (燒焦?fàn)t煤氣時(shí)，空氣由兩個(gè)蓄熱室供給，故通過(guò)一個(gè)斜道的空氣量為總量的1/2，根據(jù)物料衡算，燒1m3焦?fàn)t煤氣在=1.25時(shí)所需的實(shí)際空氣量m3)。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下高爐煤氣： kg/m3,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕空氣： kg/m3 將上面各式代入，則有 Pa,第二節(jié) 動(dòng)量原理在焦?fàn)t上的應(yīng)用 一、廢氣循環(huán) 1、廢氣循環(huán)的意義和原理 定義：廢氣循環(huán)是指下降火道的 廢氣經(jīng)循環(huán)孔部分返回上升火道的現(xiàn)象， 稱為廢氣循環(huán)。 循環(huán)的廢氣量與燃燒產(chǎn)生的廢氣的比 值稱為廢氣循環(huán)量，記為x, 即：x = G環(huán)/G廢 = V環(huán)/V廢 意義：拉長(zhǎng)火焰改善高向加熱的均勻性,廢氣

19、循環(huán)的推動(dòng)力包括： 1）火道底部由斜道口及燒嘴噴出氣流所具有的噴射力； 2）因上升火道氣流火道溫度一般比下降氣流火道溫度高而產(chǎn)生的浮力差。 2、廢氣循環(huán)基本方程式 動(dòng)量原理指出：穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),作用于流體某一區(qū)域上的外力在某一坐標(biāo)方向上的總和，等于此區(qū)域兩端單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體在該方向上的動(dòng)量變化。 由此可分析圖7-5中，虛線區(qū)域煤氣和空氣進(jìn)入火道時(shí)噴射作用所引起的動(dòng)量變化,B面上的動(dòng)量為：G煤w煤+G空w空 式中：G煤、G空由斜道口（或燒嘴） 噴出的煤氣和空氣質(zhì)量流量，kg/s； w煤、w空由斜道口（或燒嘴） 噴出的煤氣和空氣實(shí)際流速，m/s； 1面上的動(dòng)量為：（G廢+G環(huán)）w廢+環(huán) 式中：G廢

20、+G環(huán)、w廢+環(huán)廢氣及吸入 的循環(huán)廢氣質(zhì)量流量（kg/s) 及流速（m/s)。 作用于虛線區(qū)域的合力為：（PB-P1）A 式中：PB、P1作用于B面和1面上的壓力，Pa; A火立火道斷面積，m2,則根據(jù)動(dòng)量原理則有： 將 x = G環(huán)/G廢 w = G/A = V/A 代入上式整理得,等式右端PH-PB為循環(huán)孔的阻力與1-HP之和即總阻力總P,記作：h煤 + h空 - h廢 + h浮 = 總P （7-20） 由上式可知，廢氣循環(huán)的推動(dòng)力是煤氣和空氣的有效噴射力和上升與下降火道的浮力差，廢氣循環(huán) 量的多少取決于所能克服的阻力。 上式推導(dǎo)中沒(méi)有考慮循環(huán)廢氣與火道中廢氣的匯合阻力，也沒(méi)有考慮噴射力的

21、利用率，因此計(jì)算出的廢氣循環(huán)量大于實(shí)際測(cè)定的循環(huán)量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)噴射力加一校正系數(shù)：0.75。即 0.75(h煤+h空 - h廢)+h浮 = 總P （7-21,3、廢氣循環(huán)和防止短路的討論,1)廢氣循環(huán)的推動(dòng)力 煤氣和空氣的有效噴射力和上升與下降火道的浮力差 （2）廢氣循環(huán)的阻力 阻力增加，在一定推動(dòng)力作用下，廢氣循環(huán)量將減小。因此設(shè)計(jì)上可根據(jù)要求火焰高度，通過(guò)改變跨越孔或循環(huán)斷面大小，改變廢氣循環(huán)量,1）廢氣循環(huán)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用 0.75(h煤+h空)+h浮 = 0.75 h廢 + 總P = f(x2) 由上式可知，當(dāng)焦?fàn)t高向溫差增大時(shí)， h浮增大，其余各項(xiàng)不變，平衡被打破，只有等式的右

22、端增大，才能使等式成立，即廢氣循環(huán)量自動(dòng)增大，使系統(tǒng)阻力增大，達(dá)到新的平衡。 當(dāng)用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，火焰短、上下溫差大， h浮 大，而廢氣量小、阻力小，所以只有增大廢氣循環(huán)量，增加系統(tǒng)的阻力，使等式平衡。 當(dāng)用高爐煤氣加熱時(shí)，火焰長(zhǎng)、上下溫差小， h浮 小，而系統(tǒng)的阻力又大，所以廢氣循環(huán)量小，才能使等式兩端相等,2）短路產(chǎn)生的條件和防止措施 所謂短路是指上升氣流的煤氣和空氣經(jīng)循環(huán)孔進(jìn)入下降斜道燃燒的現(xiàn)象，稱為短路。這將損壞爐體，應(yīng)予以防止。 短路產(chǎn)生的條件：推動(dòng)力減小，循環(huán)量減小。當(dāng)推動(dòng)力不足以克服阻力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生短路。生產(chǎn)中可能引起短路的情況有： 1）爐頭火道：由于爐體散熱，即使上升時(shí)溫度仍低

23、于相鄰火道的溫度，故浮力差為負(fù)值，總是處于短路，所以JN焦?fàn)t已取消了爐頭火道的循環(huán)孔。 2）結(jié)焦時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或保溫期間：加熱煤氣量減少，噴射力減小，上升和下降立火道溫度趨于一致，浮力差消失，故造成短路。所以有一個(gè)結(jié)焦時(shí)間極限值,3）剛換向時(shí)：上升火道的溫度低于下降火道，浮力差為負(fù)值，造成短路。幾秒鐘后會(huì)自動(dòng)消失。 4）火道太臟時(shí)：火道太臟，阻力太大，阻力大于推動(dòng)力，造成短路。 5）裝煤初期：荒煤氣進(jìn)入立火道，阻力增大，可能會(huì)造成短路,二、變量氣流方程式及其應(yīng)用,分配通道流動(dòng)示意圖,匯合通道流動(dòng)示意圖,1、變量氣流基本方程式 （1）分配通道變量氣流方程式,2）匯合通道變量氣流方程式 (7-24) 式

24、中：Px、Px水平通道長(zhǎng)向距開(kāi)端xl處的靜壓力，Pa； PH、PK分配通道入口、集合通道出口氣體的靜壓力，Pa； VH、VK分配通道入口、集合通道出口氣體的總流量，m3/s； A、l、D水平通道的截面積，m2，長(zhǎng)度，m,當(dāng)量直徑，m； 通道摩擦系數(shù)； x通道開(kāi)端至某處的距離,上述公式以單向流動(dòng)為出發(fā)點(diǎn),并作了下述假設(shè),故與實(shí)際會(huì)一定的偏差: 1）方程式中未考慮由于流入或流出使氣流平行流動(dòng)有所破壞。 2）公式中僅考慮了摩擦阻力，實(shí)際上氣流在逐漸分流和匯流時(shí)，還存在著轉(zhuǎn)彎等復(fù)雜的局部阻力。 3）在變量氣流通道中，有時(shí)氣體溫度也隨時(shí)x變化，故取溫度為定值也有一定誤差,2、小煙道內(nèi)氣體靜壓分布 由分配

25、通道變量氣流方程式可以分析上升氣流小煙道內(nèi)的靜壓分布： 當(dāng)x=0時(shí)，為小煙道外側(cè)廢氣盤處，靜壓力為： 當(dāng)x=1為小煙道內(nèi)側(cè)、中心隔墻處，靜有力為： 故上升氣流時(shí)小煙道內(nèi)、外端的靜壓差為,同理，由匯合通道變量氣流方程式可以導(dǎo)出下降氣流小煙道內(nèi)的靜壓分布： 小煙道內(nèi)一般l/3D2，因此無(wú)論是上升或下降氣流，即小煙道無(wú)論呈分配通道或匯合通道，都是內(nèi)側(cè)靜壓力大于外側(cè),而篦子磚上部沿蓄熱室長(zhǎng)向的靜壓力內(nèi)外相同，而上升時(shí)篦子磚上部的 壓力要小于小煙道內(nèi)的靜壓力；下降時(shí)篦子磚上部的壓力要大于小煙的靜壓 力，則篦子磚上下的靜壓差沿蓄熱室長(zhǎng)向的分布如圖所示： 上升氣流時(shí)，P2 P1 ， 里大外小，使內(nèi)側(cè)流量大

26、下降氣流時(shí)， P1 P2， 外大里小，使外側(cè)流量大 同時(shí)，蓄熱室內(nèi)側(cè)的溫度高于外側(cè)，浮力 較大，更促使上升時(shí)內(nèi)側(cè)流量加大，下降時(shí) 外側(cè)流量加大。 這種壓力分布，導(dǎo)致蓄熱室內(nèi)氣流在上升 下降流動(dòng)的同時(shí)，還會(huì)有橫向竄流，其總的趨 勢(shì)是：上升時(shí)從外下向里上； 下降時(shí)從里上向外下,改善措施: （1）增大小煙道斷面，降低小煙道內(nèi)氣流速度。因靜壓差的最大值 （Pmax或Pmax）正比于流速平方，故可明顯減小此靜壓差，設(shè)計(jì) 上一般將小煙道的氣體流速限制在2.5m/s 以下。 （2）采用擴(kuò)散型篦子磚孔?？拷鈧?cè) 配置下大上小的收縮型篦子磚，內(nèi)側(cè) 配置上大下小的擴(kuò)散型篦子磚。JN43 型焦?fàn)t的擴(kuò)散型篦子磚孔尺寸

27、分布見(jiàn) 表7-1,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明： 這樣在上升氣流時(shí)，由于小煙道外側(cè)篦子磚上下的壓差小， 設(shè)置阻力系數(shù)較小的收縮型篦子磚；換向后變成下降氣流，外側(cè)的 壓差大，而篦子磚也轉(zhuǎn)變成了阻力系數(shù)較大的擴(kuò)散型篦子磚。 因此,這樣的篦子磚孔及其分布，既適應(yīng)上升氣流，也適應(yīng)下 降氣流。 上升氣流時(shí)：a2=a1+ h浮p 整理得：a1 a2=p 1=p h浮 收縮型 下降氣流時(shí)：a2=a1 h浮p 整理得：a1 a2=p1 =p + h浮 擴(kuò)散型,3）采用單向小煙道 這時(shí)篦子磚上下靜壓差沿蓄熱室長(zhǎng)向的分布如圖所示： 篦子磚上下靜壓差總是進(jìn)氣端小、 出氣端大，篦子磚就不必制成結(jié) 構(gòu)復(fù)雜的擴(kuò)散孔型，只要按小煙 道長(zhǎng)向

28、的壓力分布，配置規(guī)律變 化的篦子磚即可,4）箅子磚孔徑的計(jì)算,上升氣流： 下降氣流： 斷面積,3、二分式焦?fàn)t的氣流分布規(guī)律 二分式焦?fàn)t的最基本的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)是設(shè)有水平集合焰（煙）道， 上升氣流時(shí)在集合焰道匯流，下 降氣流時(shí)向各立火道分流。 （1）氣流在水平焰道內(nèi)匯流時(shí) ： 水平集合焰道始端和末端的靜壓力 ：p1p2 ， 因?yàn)樾顭崾翼敳康膲毫分布基本一致，故：p-p2p-p1， 即蓄熱室頂至水平焰道的靜壓差，中部大于端部， 這就造成中部進(jìn)入的空氣量大于端部，為使氣流長(zhǎng) 向均勻分布，要求斜道口開(kāi)度的排列為爐頭向中部逐漸減小,2)氣體在水平集合焰道中分流時(shí): 水平集合焰道始末端的靜壓力 p2p1. 因下降氣流蓄熱室 頂部的長(zhǎng)向壓力P基本相同，則 p2-pp1-p，即由