Описание общей системы охлаждения. Система охлаждения холодной водой
Водоснабжение охлаждаемых деталей холодной водой
Расчёт местных потерь напора
Расчет тепломассообмена
Расчет сопротивления b для стояков и коллектора (их участков)
Расчет сопротивления b для всей системы охлаждения
Расчет общих потерь в кессоне, стояке, коллекторе и всей системы охлаждения
Навигация
Описание общей системы охлаждения. Система охлаждения холодной водой
Проектирование системы охлаждения кессонов печи взвешенной плавки
39867
знаков
1
таблица
8
изображений
1.3 Описание общей системы охлаждения. Система охлаждения холодной водой
До недавнего времени в металлургии единственной системой охлаждения печей являлось охлаждение холодной водой. Эта система применяется с древнейших времён и в принципе наиболее проста.
При охлаждении холодной водой применяют три схемы водоснабжения: прямоточную, оборотную и повторного использования.
В данной работе мы также рассматриваем систему охлаждения холодной водой. В охлаждаемую деталь поступает вода при температуре tв.вх. =10 
300С. Значение tв.вх. определяется либо климатическими условиями, либо её предварительной подготовкой. В процессе охлаждения вода воспринимает тепловой поток, поступающий в деталь из рабочего пространства печи, и нагревается до некоторой температуры tв.вых.. В подавляющем большинстве случаев температурный перепад невелик и составляет 5 300С. Коэффициент теплоотдачи 
от стенки детали к потоку воды достигает 10 тыс. ккал / (м2 *ч*град ).
Величина 
в определяется расходом воды и тепловой нагрузкой на деталь:
,
где q – тепловая нагрузка (тепловой поток), ккал/(м2*с) ;
FT – площадь тепловоспринимающей поверхности детали, м2 ;
М – расход воды, кг/с ;
С – удельная теплоёмкость воды, ккал/(кг*град) .
Выбор взаимосвязанных величин tв.вых, 
tв и М диктуется рядом факторов.
Во-первых, при охлаждении в условиях теплопередачи от стенки детали к воде конвекцией в сплошном потоке жидкости большое значение для интенсивности отвода тепла имеет скорость воды, определяющая значение коэффициента теплоотдачи. Если площадь поперечного сечения детали задана, например конструктивными соображениями, то увеличение скорости воды приведёт к возрастанию расхода и снижению t в.вых (расход воды прямо пропорционален скорости, в то время как тепловой поток связан с этой величиной более слабой зависимостью).
Во-вторых, температурный перепад tв ограничивается из недопущения выпадения карбонатной накипи на стенке детали. Чем выше жёсткость воды (временная и постоянная), тем при более низкой температуре происходит выпадение из неё в виде накипей карбонатов кальция и магния. Накипи ввиду их высокого теплового сопротивления, всегда пагубно сказываются на охлаждении детали. Предельная температура, при которой не происходит ещё выпадение солей карбонатной жёсткости, может быть определена по формулам:
- для прямоточной системы водоснабжения:
;
- для оборотной схемы:
,
где Nк и Nнек - соответственно карбонатная и некарбонатная жёсткости, мг-экв/л;
- окисляемость воды, мг/экв.
Третьим условием является недопущение выпадения в охлаждаемых деталях взвешенных частиц, содержащихся в жидкости (песка, окалин, частиц накипи и пр.). С этой целью необходимо поддерживать скорость воды не менее так называемой самоочищающей скорости wсам, при которой взвешенные частицы выносятся водой из детали. Величина wсам зависит от конструкции детали, рода частиц и их крупности. Обычно значения wсам принимают приближённо, в зависимости от крупности частиц.
Четвёртое условие, которое часто учитывается при проектировании водяного охлаждения, состоит в обеспечении скорости воды, исключающей так называемое местное кипение жидкости, при котором происходит интенсивное накипеобразование, причём, помимо карбонатов, из воды выпадает гипс, образующий стойкие накипи.
Кроме того, приходится учитывать гидравлические показатели. При большой скорости движения воды в охлаждаемых деталях могут возникнуть высокие потери напора, что потребует создания больших давлений в сети и значительно удорожит эксплуатацию системы охлаждения.
На практике, с учётом указанных положений, приходится обычно ограничивать температурный перепад охлаждающей воды, увеличивая её расход.
Несмотря на простоту, система охлаждения холодной водой имеет ряд существенных недостатков:
1. Система требует больших расходов воды. При этом тепловоспринимающая способность воды используется крайне недостаточно: 1 кг воды, подаваемой в деталь, отбирает от неё всего 5 – 30 ккал. Большие расходы воды требуют увеличения диаметра подающих труб и числа насосов, расширения очистных сооружений и т.д. Значительные объёмы воды затрудняют её очистку; это приводит к частому прогоранию охлаждаемых деталей.
2. Невысокая температура нагретой в охлаждаемых деталях воды (20 – 600С) делает практически невозможным утилизацию уносимого ею тепла. Вместе с тем, доля тепла, отводимого с охлаждающей водой, весьма значительна и достигает 20 – 25 % от общего его прихода в печь.
3. Принудительное движение воды в охлаждаемых деталях с высокими скоростями приводит к большим потерям напора, что требует создания в сети высоких давлений и повышенного расхода электроэнергии.
4. Принудительное движение воды в системе водяного охлаждения, обеспечиваемое насосами, делает систему зависящей от электроэнергии. На случай отключения электропитания предусматривается подача энергии на насосы от различных источников, установка резервных паровых насосов или привода постоянного тока от аккумуляторных батарей, создание значительных запасных ёмкостей для воды и т.д.
Всё это удорожает систему.
Похожие работы
... заданного режима водопотребления данной сетью. Напорная характеристика данной сети приведена на графике. Расчет потерь тепла Мы имеем: толщину задней стенки кессона равную коэффициент теплопроводности стенки , температуру воды внутри системы охлаждения при её работе равную t=50ºC, температуру окружающей среды t=10ºC. Учитывая эти и другие значения находим потери тепла в окружающую ...
... - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин. Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии. Классификация ...
... 5000 мг/л. Наличие этих загрязнений препятствует повторному использованию сточных вод, а их сброс ведёт к загрязнению водоёма [17]. 11.3.2 Мероприятий по защите окружающей среды Технологические процессы литейного производства сопровождаются образованием огромных количеств различных пылей и газов, которые загрязняют атмосферу. Отвалы отработанных смесей и неочищенные сточные воды, сбрасываемые ...
... или технологических процессов; – при выборе технического решения обеспечить малоотходность производства и максимальную эффективность использования энергоресурсов. Задачи специалиста в области безопасности жизнедеятельности сводятся к следующему; – контроль и поддержание допустимых условий (параметры микроклимата, освещение и др.) жизнедеятельности человека в техносфере; – идентификация ...
0 комментариев