氣體力學(xué)計算

1、第5章氣體力學(xué)計算冶金爐內(nèi)氣體流動的顯著特征：第一：爐內(nèi)氣體為熱氣體(即爐內(nèi)氣體的溫度高于周圍大氣的溫度)；第二：爐內(nèi)熱氣體總是與大氣相通的，而且爐內(nèi)熱氣體的密度小于周圍大氣的密度，所以爐內(nèi)氣體的流動狀況受大氣的影響。g5l熱氣體相對于大氣的特殊規(guī)律一、熱氣體的壓頭單位體積流體的能為：位能：pg靜壓能：P動能：W22對于爐內(nèi)熱氣體在流動過程中，雖然同樣具有這三種能量，但由于周圍大氣對其流動的影響，這三種能量只能用相對值來表示，即單位(體積)熱氣體所具有的位能與外界同一平面上單位(體積)大氣所具有的位能之差稱為位壓頭。同理也有動壓頭和靜壓頭之稱呼。但是在通常情況下，大氣的流速比流體的流速小得多，

2、所以熱氣體的動壓頭也就是熱氣體本身所具有的動能。熱氣體的位壓頭幾何壓頭阿基米德浮力原理(2)有效重力設(shè)流體的密度為P,體積V,大氣的密度為P，則流體在大氣中所受到的浮力為gaPgVa流體本身的重力為PgVg有效重力為pgV-PgV=(P-P)gVgaga單位體積流體的有效重力為(P-P)gga當(dāng)PP時有效重力為正，方向豎直向下,流體在大氣中下沉;反之則流體在大氣中上ga浮，由于熱氣體溫度高于大氣溫度,所以，P0，所以氣體能自動地由爐膛入口并排入大氣，42ag稱自動通風(fēng)。實際上AP即為煙囪底部截面對煙囪頂部截面所產(chǎn)生的位壓頭，所以，煙囪底部的位壓頭是煙囪排煙的動力。如圖5-2-2，以3-3為基準

3、面，在氣體靜止?fàn)顟B(tài)下列出2-2與3-3截面的伯氏方程得公式-P2=H(p-P2=H(pa-pgpgo-Hptg由此式可得出，煙囪底部表壓力為負值(稱為抽力或吸力)該抽力稱理論抽力。它是由位壓頭產(chǎn)生的，而且與煙囪的高度H、大氣的溫度ta,煙囪溫度tg等因素有關(guān)。若煙氣在煙囪內(nèi)流動，則其實際抽力為W2W2h=-P=H(p-p)g-(3-2)p-h實軸M2ag22g即h=P=H(pp)gahhVM2agdL煙囪計算在冶金爐中不論是設(shè)計新煙囪，還是對建成的煙囪進行校核，其原理是相同的，現(xiàn)以新設(shè)計煙囪為例說明其計算方法。由煙囪的工作原理可知h+ah+hH=-VdL(P-p)gag但此式不能直接用來計算煙

4、囪的高度H,因為式中很多參數(shù)均與H有關(guān)。所以只能用試算法，其步驟如下：(1)煙囪實際抽力hv的計算煙道系統(tǒng)內(nèi)工h=Eh+Eh+熱氣體自上而下流動的位壓頭+ahdL總Lrh=(1.2二1.3)EhvL(2)煙囪內(nèi)動壓頭增量ah的計算d(1+P12)p(1+P12)0(1+ptt)一02232I4Vd=I4Vd=e-3冗W03nW=0rW據(jù)實際情況定02冗d203233(3)煙囪內(nèi)阻損失hl的計算式中W式中W=0W+W02032ppP=g1+PtgD取當(dāng)量直徑平均值(4)空氣及煙氣密度計算P.P=a0a1+卩ta煙囪設(shè)計計算中的注意事項當(dāng)幾個爐子共用一個煙囪時，在計算hv時，應(yīng)選用工hL比較大的那

5、爐子的數(shù)值。I計算煙囪出口及底部直徑所用的煙氣流量vo,應(yīng)用兩個爐子煙氣流量之和?？紤]到環(huán)境保護問題，煙囪的高大至少應(yīng)高出周圍建筑物3米。布置煙道時，應(yīng)盡量減少阻力損失。g53供氣系統(tǒng)極其有關(guān)計算一、供氣管道管道布置基本原則供氣管道一般架空敷設(shè)，管道底部距地面的距離不得小于2米。管道系統(tǒng)中裝有換熱器時，應(yīng)設(shè)旁道管道，金屬換熱器后的熱風(fēng)總管上一般要求安裝放風(fēng)閥。煤氣管道上應(yīng)安裝放散管及放散閥。煤氣總管上除安裝調(diào)節(jié)閥外，還應(yīng)安裝低壓快速切斷閥。按有關(guān)規(guī)程進行氣密性試驗(試壓)。管道布置應(yīng)盡量減少阻力損失。管道計算管徑計算管道的阻力損失計算二、常用風(fēng)機簡介按產(chǎn)生壓力的大小，風(fēng)機分為通風(fēng)機壓力在0.1

6、atm以下鼓風(fēng)機壓力在0.13atm以內(nèi)壓縮機壓力超過3atm高壓壓縮機壓力超過100atm1.離心式通風(fēng)機(1)類型低壓通風(fēng)機壓力小于981Pa(100mmH2O)中壓通風(fēng)機壓力為9812943Pa(100300mmH2O)高壓通風(fēng)機壓力大于2943Pa(300mmH2O)(2)結(jié)構(gòu)離心式鼓風(fēng)機離心式鼓風(fēng)機的工作原理與離心式通風(fēng)機相似，只是空氣的壓縮過程通常是經(jīng)過幾個工作葉輪(或稱幾級)在離心力的作用下進行的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機三、離心式通風(fēng)機特性及選擇計算通風(fēng)機在管道上工作時的總壓頭單位體積氣體通過風(fēng)機時所獲得的機械能，稱為通風(fēng)機產(chǎn)生的總壓頭。其作用是：將氣體的壓力從吸合空間的po提高到用氣空間的p

7、d,即提高到了pd-po克服氣體沿吸氣，排氣管道所產(chǎn)生的壓頭損失h+hLsLd使氣體由氣體由吸氣空間的靜止?fàn)顟B(tài)達到排風(fēng)機口處W時所具有的動能dW2e2通風(fēng)機的風(fēng)量、功率及效率mKWPTmKWV=V一0PT0N=VHiVH10.4N耳=iN風(fēng)機的特性曲線管網(wǎng)特性風(fēng)機的工作點及工況調(diào)節(jié)風(fēng)機的選擇及計算（1）風(fēng)機的選擇注意事項1）銘牌上標出的全風(fēng)壓、風(fēng)量、功率是指在最高效率下的h、v及N值。2）風(fēng)機性能表說明書、銘牌上所標出的風(fēng)機性能。都是指風(fēng)機在實驗標準狀況（1個標準大氣壓，20攝氏度，密度為1.293Kg，m3）下的數(shù)值，工作條件若不同于實驗條件，應(yīng)進行參數(shù)換算。3）風(fēng)機的傳動方式有A、B、C、D、E、F等6種。（2）參數(shù)換算TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark52 實際風(fēng)量V=V273*m/h0P293zh實際全風(fēng)壓及軸功率P293h=hP0760273*taP293N=NKW0760