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7.4 热气体的流动 炉内气体流动的特征: ( 1 )炉内气体为热气体。 ( 2 )受大气浮力影响。
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1 热气体的压头 单流体伯努利方程式 J/m 3 或 Pa 单位体积流体 静压能 位能 动能 静压 位压 动压 热气体 相对值 静压头 位压头 动压头 容器内单位体积热气体所具有的能量与外界单 位体积大气所具有的能量之差。以 h 表示,单位 J/m 3 或 Pa 。 压头: 7.4.1 热气体的流动规律
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1 )热气体的位压头 h g 定义: 单位体积热气体所具有的位能与外界同一平面上 单位体积大气所具有的位能之差。 定义式: 变化规律: 位能 上方气体 > 下方气体 位压头 上方气体 < 下方气体 7.4.1 热气体的流动规律 基准面取在上方
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2 )热气体的静压头 h s 定义: 定义式: 变化规律: 单位体积热气体所具有的静压能与外界同一 平面上单位体积大气所具有的静压能之差。 静压能 上方气体 < 下方气体 静压头 上方气体 > 下方气体 7.4.1 热气体的流动规律
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3 )热气体的动压头 h d 定义: 定义式: 单位体积热气体所具有的动能与外界单位体积 大气所具有的动能之差。 7.4.1 热气体的流动规律
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2 热气体静力平衡方程 1-1 面上的表压力: 2-2 面上的表压力: 7.4.1 热气体的流动规律
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3 热气体管流伯努利方程 双流体伯努利方程式 7.4.1 热气体的流动规律
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位压头 动压头压头损失静压头 压头转换关系? 物理意义:能量守恒的体现 7.4.1 热气体的流动规律
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4 热气体管流阻力损失计算 N/m 2 ( 1 )摩擦阻力损失 h f ( 2 )局部阻力损失 h r ( 3 )热气体自上而下流动时的位压头 h g — 由下向 上的位压头 h g ( 4 )动压头增量 k— 查表 7.4.1 热气体的流动规律
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排烟系统:从炉尾到烟囱底部。 常用的排烟装置: 烟囱、喷射器、风机等 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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2 H2H2 闸板 换热器 加热炉 2 3 3 1 烟囱工作原理示意图 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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1 .烟囱工作原理 将基准面取在上方,列 2-3 截面 两气体伯努利方程: 简化条件: 静止: 出口: 理论抽力 Pa 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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实际抽力 能够克服烟气从炉尾到烟囱底部的总阻力损失 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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2 .烟囱计算 设计计算: 烟囱高度、直径 校核计算: 能否满足排烟的要求 设计计算 试算法 步骤: ( 1 )烟囱直径计算 ( 2 )烟囱实际抽力 h V 计算 ( 3 )烟囱动压头增量 Δh d 计算 ( 4 )烟囱内阻损 计算 ( 5 )空气及烟气密度计算 ( 6 )烟囱高度计算 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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( 1 )烟囱直径计算 出口直径 m v 03 — 规定出口速度, 2 ~ 4 m/s 过小,直径 ,倒风现象。 过大,直径 ,阻力损失 ; 底部直径 m/s 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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( 2 )烟囱实际抽力 h V 计算 ( 3 )烟囱动压头增量 Δh d 计算 底部温度 t 2 已知,出口温度 α— 烟囱每米温降, 1~2 ℃ /m — 假设烟囱高度 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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( 4 )烟囱内阻损 计算 ξ— 砖砌烟囱取 0.05~0.06 t cp — 烟囱内烟气的平均温度 d cp — 烟囱的平均直径 — 烟囱内烟气的平均速度 式中 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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( 5 )空气及烟气密度计算 ( 6 )烟囱高度计算 否则重新计算直至满足要求为止。 校核计算:满足要求 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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注意: 1 )几个炉子合用一个烟囱,烟囱抽力 直径 总烟气量之和 2 )燃料消耗量有变化时,按最大燃耗产生的烟气量计算。 3 )空气密度 , — 全年该地区最高气温计算 4 )气压校正 P— 当地大气压 5 )环境保护 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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影响烟囱抽力的因素: 主要取决于 1)1) 2)2) 3 )漏入冷空气,烟气温度 4)4) 点火初期 < 旺火期 夜间 > 白天 冬季 > 夏季 7.4.2 热气体管流伯努力方程的应用
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小 结 一、本课的基本要求 1 .掌握热气体静压头、位压头、动压头的概念、定义式、变化规律。 2 .掌握热气体管流伯努利方程及应用。 3 .掌握烟囱工作原理。 4 .会烟囱设计计算及校核计算。 5 .了解设计烟囱时应注意的几个问题。 二、本课的重点、难点 重点:热气体静压头、位压头、动压头的概念、定义式、变化规律。 难点:烟囱设计计算。 三、作业 习题 P 108 7-15 7-17
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本章小结 主要内容:气体通过散料层流动的分类,气体通过固 定料层、流态化料层的流动,气动输送过程,热气体 流动。 重点:散料层特征量,埃根方程及其应用,热气体管 流伯努利方程及其应用。 难点:流化曲线,流化开始速度与流化极限速度。 基本要求:掌握埃根方程及其应用,掌握流化开始速 度与流化极限速度计算,了解气动输送过程及计算, 掌握热气体静压头、位压头、动压头的概念、定义式、 变化规律,掌握热气体管流伯努利方程及应用,会烟 囱设计计算及校核计算。
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