Моделирование вагранок и печных процессов на основе теории подобия. Черный А.А. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

16
142,14
7,6
28,95
"Nu
'Nu
≈==
, или
14
"Nu
"Nu = .
Рассматривая полученные результаты, можно сделать вывод, что теп-
лопередача конвекцией выше зоны плавления в моделях вагранок также по-
добной. Константа подобия для размеров, где теплообмен одинаков, не-
сколько отличается от 1/5, но этим можно пренебречь, учитывая приближен-
ный характер использованных для расчета формул
Nu = f ( Re).
Кроме того, теплопередача лучеиспусканием,
которая все же имеет
место при движении газов через столбик шихтовых материалов выше зоны
плавления, не учитывается. Это также вносит в какой–то мере элемент по-
грешности.
Критерий Эйлера обычно связывается с критерием Рейнольдса в сле-
дующую критериальную зависимость:
Eu = f (Re, l/d)
Однако такой функциональной зависимостью воспользоваться для
анализа критериев Эйлера невозможно. Поэтому
проанализируем ранее на-
писанные выражения
2
д
2
)'w(
'Eu
ρ
ρεΔ
=
;
;
)'w(25/1
'5/1
)"w(
"
"Eu
2
д
2
2
д
2
ρ
ερΔ
=
ρ
ερΔ
=
5
1
)'w(25/1
'5/1
)'w(
'
"Eu
'Eu
2
д
2
2
д
2
ρ
ερΔ
ρ
ερΔ
=
; Eu”=5Eu’
Равенство Eu
´´
=5Eu
´
указывает на то, что слои шихты в моделях ва-
гранок должны иметь возможность создавать в 5 раз больше сопротивление
движению газов, чем в производственных вагранках.
Такая зависимость создается при уменьшении размеров кусков ших-
ты и относительном увеличении шероховатости кокса, металла, футеровки
моделей.
В предыдущих расчетах на основании эмпирической формулы
P=(120-180)(H+0,25D) была определена
константа подобия для давления ду-
тья, равная С
мм
= 1/5. Правильность значения этой константы можно прове-
рить по многим формулам, однако все они также эмпирические. Поэтому
проверка будет носить ориентировочный характер.
Для расчета сопротивления слоя движению газа пользуются форму-
лой, по своей структуре аналогичной уравнению Дарси-Вейсбаха для потока
газа в гладких трубах.
ср
o
с
d
H
g2
w
2
γλ=ρΔ
,
где λ
с
– коэффициент сопротивления слоя, зависящий от характера
потока газа. 
                       Nu ' 95,28                         Nu"
                           =      = 14,2 ≈ 14 , или Nu" =     .
                       Nu"   6,7                          14

       Рассматривая полученные результаты, можно сделать вывод, что теп-
лопередача конвекцией выше зоны плавления в моделях вагранок также по-
добной. Константа подобия для размеров, где теплообмен одинаков, не-
сколько отличается от 1/5, но этим можно пренебречь, учитывая приближен-
ный характер использованных для расчета формул
                                      Nu = f ( Re).
       Кроме того, теплопередача лучеиспусканием, которая все же имеет
место при движении газов через столбик шихтовых материалов выше зоны
плавления, не учитывается. Это также вносит в какой–то мере элемент по-
грешности.
       Критерий Эйлера обычно связывается с критерием Рейнольдса в сле-
дующую критериальную зависимость:
                                     Eu = f (Re, l/d)
       Однако такой функциональной зависимостью воспользоваться для
анализа критериев Эйлера невозможно. Поэтому проанализируем ранее на-
писанные выражения
                       Δρε 2                   Δρ" ε 2      1 / 5Δρ' ε 2
               Eu ' =              ;    Eu" =             =                   ;
                      ρ( w д ' ) 2            ρ( w д " ) 2 ρ1 / 25( w д ' ) 2
                     Eu '   Δρ' ε 2    1 / 5Δρ' ε 2 1
                          =                                ;   Eu”=5Eu’
                     Eu" ρ( w ' д ) 2 ρ1 / 25( w д ' ) 2 5
        Равенство Eu´´=5Eu´ указывает на то, что слои шихты в моделях ва-
гранок должны иметь возможность создавать в 5 раз больше сопротивление
движению газов, чем в производственных вагранках.
        Такая зависимость создается при уменьшении размеров кусков ших-
ты и относительном увеличении шероховатости кокса, металла, футеровки
моделей.
        В предыдущих расчетах на основании эмпирической формулы
P=(120-180)(H+0,25D) была определена константа подобия для давления ду-
тья, равная Смм = 1/5. Правильность значения этой константы можно прове-
рить по многим формулам, однако все они также эмпирические. Поэтому
проверка будет носить ориентировочный характер.
        Для расчета сопротивления слоя движению газа пользуются форму-
лой, по своей структуре аналогичной уравнению Дарси-Вейсбаха для потока
газа в гладких трубах.
                                               w 2 H
                                     Δρ = λ с o γ            ,
                                                2g d ср
        где λс – коэффициент сопротивления слоя, зависящий от характера
потока газа.


                                      16

Страницы