ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры расчетов расхода газа из "Взрывобезопасность электротермического оборудования с контролируемыми атмосферами" Примем высоту форкамеры Яф = 0,5 м (//ф/Л=2,27), ширину 0,9 м. Отсюда / ф=0,45 м , а коэффициент площади форкамеры / ф = 0,45/0,2=2,25. [c.68] При максимально допустимой длине форкамеры 1,5 м участок ее, на котором могут быть установлены шторки (включая наружную дверцу форкамеры, которую можно рассматривать как последнюю шторку), по конструктивным соображениям принят равным L = = 1,2 м ( /Яф = 2,4). Температура газа на входе в форкамеру (в проеме) 850°С, средняя по длине относительная температура для футерованной форкамеры 0ф=О,9 (по табл. 16). Зададимся, что уровень н. м. д. проходит ниже порога проема на У=0,2Я=0,05 м. В этом случае манометрическое давление на уровне центра проема по (7) или рис. 15 Рм= 1,7 Па. [c.68] Коэффициент п.ф=0,75 (по рис. 20). Коэффициент гидравлического сопротивления первой шторки определяем по рис. 19 при Гж= 0,28 =22 при / ж = 0,45 i=5,5 (загружаемые изделия отсутствуют). Задавшись оптимальным значением Ф=0,08, определим по (14) расстояние между шторками /=ФЯф// ж=0,08-0,5/0,28 = =0,143 м. Количество шторок n=l-)-L//=l-f 1,2/0,143=9,39. Прини- маем количество шторок в форкамере (включая дверцу) п=9 отсюда /=0,15 м. Уточняем значение Ф Ф =/ ж//Яф=0,084 Ф = = Гш//Яф = 0,135. [c.68] Таким образом, для поддержания на постоянной высоте уровня н. м. д. при отсутствии загружаемых изделий требуется существенно (более чем в 1,5 раза) увеличить расход контролируемой атмосферы через форкамеру. Поскольку на практике этого не делают, то манометрическое давление при д ф снижается до Ям=ь0,7 Па. При этом уровень н. м. д. поднимается выше порога проема (У=к—0,05 м) и в печь подсасывается воздух. Поэтому в случае прекращения загрузки изделий необходимо закрывать заслонку форкамеры, чтобы предотвратить повышение уровня и. м. д. С учетом коэффициента запаса на износ или деформацию шторок, а также отклонения их размеров от расчетных расход газа через форкамеру следует принять равным (61—67) -10-3 (220—240 м /ч). [c.69] Следовательно, прекращение загрузки приведет к существенному понижению уровня п. м. д. и обеспечит стабильный газовый режим печн прн открытых дверцах форкамеры. [c.69] Для определения общего расхода эндогаза на печь нужно учесть потери через неплотности кожуха. Обычно они не рассчитываются, так как площадь неплотностей и другие их параметры не могут быть учтены. В печах с постоянно открытым проемом эти потери, как правило, не превышают 10% расхода газа через форкамеру (при хорошем состоянии уплотнений кожуха). Если со стороны разгрузки, над закалочным баком, предполагается свеча, то расход эндогаза увеличивают с учетом объема выходящего через нее газа. Последнее зависит от назначения свечн ликвидация застойной зоны ( газового мешка ) над маслом удаление паров масла, образующихся при закалке изделий организация в части печи движения атмосферы но направлению к закалочному баку и т. п. [c.69] Таким образом, при переходе от загрузки высотой 0,2 м к загрузке высотой 0,04 м и соответствующем удлинении шторок расход газа через форкамеру при сохранении неизменным уровня н. м. д. может быть существенно (в 2,5 раза) уменьшен. [c.70] Форкамера с металлическими качающимися шторками при изменении высоты загрузки не требует переоборудования, меняется лишь угол наклона шторок при прохождении под ними изделий. [c.70] Исходные данные для расчета прежние. Расход газа через проем нагревательной камеры по номограмме на рис. 23 (предварительно с помощью рис. 18 определяем значение /=5,2) 9п=119,4-10 з (430 м /ч) (при У/Я=0,2). По номограмме можно легко определить, что при У=0 расход через проем 7п = 97,2-10- м /с (350 м /ч), а при У/Я=1 возрастает до 177,8-10- м /с (640 м7ч). [c.70] Использование номограммы на рис. 24 позволяет сравнить значение Кзф для различных вариантов форкамер. Результаты сравнения 10 вариантов форкамер, отличающихся высотой, длиной, количеством и размерами шторок, сведены в табл. 17. Из данных таблицы следует, что уменьшение количества шторок с девяти до шести (вариант 2) хотя п увеличивает относительное сопротивление второй и последующих шторок, однако приводит к некоторому уменьшению (вследствие того, что Ф становится больше оптимального значения). Расход газа через форкамеру возрастает при этом примерно па 6%. [c.71] В вариантах 9 и 10 рассчитана эффективность форкамеры без шторок, применяемой некоторыми фирмами. Такая форкамера представляет собой футерованный или теплоизолированный канал, являющийся продолжением проема нагревательной камеры. Поперечные сечения проема и форкамеры равны (fф = l). Общая длина форкамеры включает толщину футеровки передней стенки нагревательной камеры. Снаружи форкамера оборудуется регулируемой дверцей или заслонкой. Если заслонка поднята на высоту Л =0,05 м, то форкамера уменьшает расход газа через проем примерно в 4 раза (К ф = = 0,26). При h = 0,2 и Я эф = 0,98 и форкамера практически не влияет на расход газа. [c.71] Сопоставимость приведенных в табл. 18 расчетных и экспериментальных значений расходов следует признать хорошей, так как в промышленных печах трудно учесть объемы выходящей через неплотности кожуха контролируемой атмосферы и подсасываемого в печь воздуха. [c.74] В печах типа СКЗ уровень н. м. д. делит кожух печи по высоте примерно пополам, поэтому подсосы и потери атмосферы через неплотности в какой-то степени компенсируются. В электропечи типа СИЗ (ОКБ-134В) в щель между подом загрузочного проема и пульсирующей подиной подсасывается воздух, продукты сгорания которого с эндогазом увеличивают объем выходящих через проем газов. Этим объясняется существенное расхождение между фактическим расходом подаваемого эндогаза и расчетным, выходящим через проем. [c.74] Таким образом, укорочение шторок на 1 и 3 см требует для сохранения неизменного уровня н. м. д. увеличения расхода эндогаза соответственно почти в 1,5 и более чем в 2 раза. При сохранении расхода подаваемого в печь эндогаза укорочение шторок приводит к повышению уровня н. м. д. и подсосу через нижнюю часть проема (под вибролоток) воздуха. [c.75] С помощью разработанной методики рассчитаны расходы атмосферы и определены конструктивные параметры форкамер для большого числа отдельных печей и серий печей. В ряде случаев применение методики на стадии проектной проработки задания показывает нерациональность печи с постоянно открытым проемом и форкамерой со шторками. В частности, расчетный анализ конструкций рольганговых печей для термообработки колец подшипников показал целесообразность для печей с высотой загрузки 0,2 м и более перехода от непрерывной загрузки к периодической. В этом случае садка, состоящая из одного или группы колец, загружается в форкамеру с помощью быстроходного рольганга, скорость которого значительно превышает скорость печного рольганга. При этом наружная дверца форкамеры открывается на короткое время, в течение которого под ней проходит садка, а дверца нагревательной камеры постоянно поднята на высоту загружаемых изделий. Переход на такую систему загрузки (неполное шлюзование) позволяет в зависимости от конкретных условий уменьшить расход контро.тируемой атмосферы па печь в 2—5 раз. Однако при этом усложняются привод рольганга и эксплуатация печи. [c.75] Наиболее надежно л с минимально возможным расходом контролируемой атмосферы газовый режим печи может быть обеспечен при шлюзовании. В этом случае после закрытия дверцы форкамеры и ее продувки, например с помощью выходящей из печи контролируемой атмосферы, дверца печи открывается кратковременно для загрузки садки в печь быстроходным рольгангом. Однако такая загрузка требует усложнения привода печи. Естественно, что шлюзование, даже неполное, исключает возможность непрерывной загрузки изделий в печь. Эффект шлюзования тем выше, чем больше отношение времени, в течение которого дверца закрыта, к времени, когда она открыта. [c.75] Вернуться к основной статье