Тепловые устройства и инновации на основе термодинамики. Черный А.А. - 46 стр.

таллические материалы при получении из расплава каменного литья, шлако-
ваты).
       Пример.
       В вагранке, имеющей водоохлаждаемые трубы в шахте и газовую го-
релку над подиной ниже водоохлаждаемых труб, сжигали углеводороды в
воздушном потоке. Углеводороды – природный газ, содержащий более 95%
метана, до входа в воздушный поток, нагревали в газораспределительных
трубах горелки от 300 до 570ºС. Воздух-окислитель подавали в горелку или
холодный (при 20ºС) или горячий с температурой до 670ºС. При подаче хо-
лодного воздуха в горелку газораспределительные трубы обогревали продук-
тами сгорания отъемной малой горелки-запальника, а при вводе в горелку
горячего воздуха выдерживали такую температуру воздуха, чтобы достига-
лась требуемая температура газа в газораспределительных трубах. Темпера-
туры газа и воздуха замерялись термопарами, вмонтированными в элементы
газораспределения и подачи воздуха горелочной системы. Исходя из расхо-
дов газа и воздуха, площади выходных сечений газовыпускных каналов и
выходного сечения горелки определялись скорости воздушных потоков и га-
зовых струй, внедряющихся в воздушные потоки. Эти скорости пересчиты-
вались на нормальные условия. Расход углеводородов – природного газа был
100 м3/ч при нормальных условиях. Расход воздуха (Q) был максимальным
1000 м3/ч в расчете на нормальные условия, причем он изменялся с 1000 м3/ч
при температуре воздуха-окислителя Т3 = 20ºС до 805 м3/ч при Т3 = 670ºС в
соответствии с зависимостью Q = 1006 – 0,3 · Т3 , что позволяло уменьшить
потери тепла в связи с диссоциацией продуктов сгорания при их высоких
температурах и достигать максимально возможных температур Т1 и Т2 при
принятых условиях экспериментов. Количество разложившихся углеродов
на водород и углерод определялось по температуре газа в газораспредели-
тельной трубе, исходя из зависимости, что метан начинает разлагаться при
300ºС и полностью разлагается на водород и углерод при температуре
1200ºС.
       После розжига горелки в течение 1 часа производили прогрев шахты
вагранки продуктами сгорания, после чего, регулируя расходы воздуха и га-
за, выводили вагранку на рабочий режим.
       На водоохлаждаемые трубы загружали шихту и начинали плавку за-
груженного материала. Плавили куски шамотных огнеупоров и куски вагра-
ночного шлака, температура плавления которых была 1650-1730ºС. Для сни-
жения огнеупорности этих материалов и повышения жидкотекучести распла-
ва в шихту добавляли 1-5% известняка от массы загружаемой шихты. Мате-
риалами шихты (бой шамотного кирпича и куски шлака) были отходы, обра-
зующиеся при работе и ремонтах производственных вагранок. Плавящаяся
шихта изолировала расплавом водоолаждаемые трубы вагранки и по обра-
зующейся неметаллической корке, расплав стекал на подину вагранки, где
создавался неглубокий бассейн в связи с приподнятой над подиной переход-
ной (выпускной) леткой. Глубина бассейна была 30-50 мм. Расплав в бассей-
не омывался выходящими из горелки горячими газами, перегревался и выхо-
                                    46