氣體力學(xué)計(jì)算

1、第5章氣體力學(xué)計(jì)算冶金爐內(nèi)氣體流動(dòng)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(dòng)狀況受大氣的影響。g5l熱氣體相對(duì)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(dòng)能：W22對(duì)于爐內(nèi)熱氣體在流動(dòng)過(guò)程中，雖然同樣具有這三種能量，但由于周圍大氣對(duì)其流動(dòng)的影響，這三種能量只能用相對(duì)值來(lái)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(dòng)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(dòng)壓頭也就是熱氣體本身所具有的動(dòng)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(shí)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(dòng)地由爐膛入口并排入大氣，42ag稱自動(dòng)通風(fēng)。實(shí)際上AP即為煙囪底部截面對(duì)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(dòng)力。如圖5-2-2，以3-3為基準(zhǔn)

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(fù)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(dòng)，則其實(shí)際抽力為W2W2h=-P=H(p-p)g-(3-2)p-h實(shí)軸M2ag22g即h=P=H(pp)gahhVM2agdL煙囪計(jì)算在冶金爐中不論是設(shè)計(jì)新煙囪，還是對(duì)建成的煙囪進(jìn)行校核，其原理是相同的，現(xiàn)以新設(shè)計(jì)煙囪為例說(shuō)明其計(jì)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(lái)計(jì)算煙

4、囪的高度H,因?yàn)槭街泻芏鄥?shù)均與H有關(guān)。所以只能用試算法，其步驟如下：(1)煙囪實(shí)際抽力hv的計(jì)算煙道系統(tǒng)內(nèi)工h=Eh+Eh+熱氣體自上而下流動(dòng)的位壓頭+ahdL總Lrh=(1.2二1.3)EhvL(2)煙囪內(nèi)動(dòng)壓頭增量ah的計(jì)算d(1+P12)p(1+P12)0(1+ptt)一02232I4Vd=I4Vd=e-3冗W03nW=0rW據(jù)實(shí)際情況定02冗d203233(3)煙囪內(nèi)阻損失hl的計(jì)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(jì)算P.P=a0a1+卩ta煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算中的注意事項(xiàng)當(dāng)幾個(gè)爐子共用一個(gè)煙囪時(shí)，在計(jì)算hv時(shí)，應(yīng)選用工hL比較大的那

5、爐子的數(shù)值。I計(jì)算煙囪出口及底部直徑所用的煙氣流量vo,應(yīng)用兩個(gè)爐子煙氣流量之和。考慮到環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，煙囪的高大至少應(yīng)高出周圍建筑物3米。布置煙道時(shí)，應(yīng)盡量減少阻力損失。g53供氣系統(tǒng)極其有關(guān)計(jì)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(shí)，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(jìn)行氣密性試驗(yàn)(試壓)。管道布置應(yīng)盡量減少阻力損失。管道計(jì)算管徑計(jì)算管道的阻力損失計(jì)算二、常用風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介按產(chǎn)生壓力的大小，風(fēng)機(jī)分為通風(fēng)機(jī)壓力在0.1

6、atm以下鼓風(fēng)機(jī)壓力在0.13atm以內(nèi)壓縮機(jī)壓力超過(guò)3atm高壓壓縮機(jī)壓力超過(guò)100atm1.離心式通風(fēng)機(jī)(1)類型低壓通風(fēng)機(jī)壓力小于981Pa(100mmH2O)中壓通風(fēng)機(jī)壓力為9812943Pa(100300mmH2O)高壓通風(fēng)機(jī)壓力大于2943Pa(300mmH2O)(2)結(jié)構(gòu)離心式鼓風(fēng)機(jī)離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相似，只是空氣的壓縮過(guò)程通常是經(jīng)過(guò)幾個(gè)工作葉輪(或稱幾級(jí))在離心力的作用下進(jìn)行的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)三、離心式通風(fēng)機(jī)特性及選擇計(jì)算通風(fēng)機(jī)在管道上工作時(shí)的總壓頭單位體積氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的機(jī)械能，稱為通風(fēng)機(jī)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(dá)到排風(fēng)機(jī)口處W時(shí)所具有的動(dòng)能dW2e2通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、功率及效率mKWPTmKWV=V一0PT0N=VHiVH10.4N耳=iN風(fēng)機(jī)的特性曲線管網(wǎng)特性風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)及工況調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的選擇及計(jì)算（1）風(fēng)機(jī)的選擇注意事項(xiàng)1）銘牌上標(biāo)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(jī)性能表說(shuō)明書(shū)、銘牌上所標(biāo)出的風(fēng)機(jī)性能。都是指風(fēng)機(jī)在實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)狀況（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)條件，應(yīng)進(jìn)行參數(shù)換算。3）風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)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(shí)際風(fēng)量V=V273*m/h0P293zh實(shí)際全風(fēng)壓及軸功率P293h=hP0760273*taP293N=NKW0760