Теоретические предпосылки разработки эффективных газовых вагранок. Черный А.А. - 29 стр.

точках модели и вагранки – образца близки по величине температуры
продуктов сгорания и ваграночных газов, причем при сгорании топлива в
модели должно выделиться теплоты (в кДж) за одно и то же время в 64 раза
меньше, чем в производственной вагранке. По закону действия масс,
сформулированному Гульдбергом и Вааге, при неизменной температуре
скорость химической реакции прямо пропорциональна активным массам
реагирующих веществ. Поэтому при коэффициент расхода воздуха α=const
общее количество топлива, сгорающего в единицу времени, определяется
количество кислорода воздуха, вводимого в горелочную систему в единицу
времени.
       Следовательно, для модели вагранки в количество топлива, в 64 раза
меньше по весу и объему, чем для производственных вагранок, необходимо
подавать в 64 раза меньше по весу или объему количество воздуха. В этом
случае константа подобия для расхожа воздуха, а, следовательно, и
                                              1
газовоздушной смеси буде равна ср.в. = с 3м =    , что подтверждается также
                                              64
анализом размерностей.
       Для плавок в производственных вагранках и их огневых моделях
должно применяться одно и тоже топливо с одинаковой низшей теплотой
сгорания. В этом случае подача в единицу времени на весовую единицу
топлива одинакового для модели и вагранки – образца количество воздуха
позволяет получать в моделях и производственных вагранках одинаковый
удельный объем и состав продуктов сгорания при одинаковой средней
теплоемкости их, а, следовательно, и одинаковые температуры в
сходственных точках модели и производственной вагранки (при одинаковых
удельных расходах газовоздушной смеси с одинаковым по величине
коэффициентом расхода воздуха). Уменьшение скорости движения газов в
огневых моделях в 4 раза по сравнению с производственными вагранками
изменить состав ваграночных газов не может, так как основное влияние на
состав получаемых газов оказывает температура.
       При близких по составу реагентах и одинаковых температурах
протекают одинаковые металлургические процессы, что гарантирует также и
металлургическое подобие огневых моделей производственным вагранкам.
При давлении, незначительно превышающем атмосферное, уменьшение
статического давления в моделях вагранок в 4 раза по сравнению с
производственными вагранками с точки зрения термодинамики практически
не оказывает влияния на ход ваграночного процесса.
       Таким образом, процессы горения, состав газов и температура в
сходственных точках моделей и производственных вагранок будут
приблизительно одинаковыми.
       Проанализируем критерии Больцмана (Bo), Прандтля (Pr), Рейнольдса
(Re), Нуссельта (Nu), Эйлера (Eu), которые определяют при геометрически
подобных границах подобие процессов теплоотдачи в системах,
характеризующихся теплообменом.

                                    29