文档介绍：第5章气体力学计算
冶金炉内气体流动的显著特征:
第一:炉内气体为热气体(即炉内气体的温度高于周围大气的温度);
第二:炉内热气体总是与大气相通的,而且炉内热气体的密度小于周围大气的密度,所以炉内气体的流动状况受大气的影响。
热气体相对于大气的特殊规律
一、热气体的压头
单位体积流体的能为:
位能:ρgz
静压能:P
动能:
对于炉内热气体在流动过程中,虽然同样具有这三种能量,但由于周围大气对其流动的影响,这三种能量只能用相对值来表示,即
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称为位压头。同理也有动压头和静压头之称呼。但是在通常情况下,大气的流速比流体的流速小得多,所以热气体的动压头也就是热气体本身所具有的动能。
——几何压头
(1)阿基米德浮力原理
(2)有效重力
设流体的密度为,体积V,大气的密度为,则流体在大气中所受到的浮力为
流体本身的重力为
有效重力为
单位体积流体的有效重力为
当时有效重力为正,方向竖直向下,流体在大气中下沉;反之则流体在大气中上浮,由于热气体温度高于大气温度,所以,故热气体有效重力为负,方向向上,热气体在大气中有自动上浮的趋势。
(3)热气体的位压头及其分布规律
如图5-1-2所示
取0—0`为基准面,则热气体的位压头为
-
当基准面取在上方,高度向下量度时为正,故
(此时H为正值)
分布规律:线性,上小下大
注意:由于热气体有自动上升趋势,所以热气体由下向上流动时,位压头是流动的动力。反之,热气体自上向下流动时,位压头应作阻力来对待。
(1)定义:热气体的静压头与同一水平面大气静压头压力之差,即相对压力,常称做表压力,用hs表示。
(2)分布规律
A .静止液体表压力分布规律:上小下大
:上大下小
注意:
当在某一平面上,热气体的表压力为零时,称此面为零压面。在零压面以上,热气体表压力为正,若有缝隙,则热气体将外逸。反之,在零压面以下,热气体表压力为负,冷空气将会被吸入。冶金炉的操作过程中常将零压面控制在炉底上,使炉膛呈正压区,而烟道则为负压区。
由定义知,热气体的动压头
二、热气体平衡方程式
三、热气体管流伯努利方程式(双流伯努利方程式)
:实际流体管流伯努利方程式为
热气体管流伯努利方程式为
即
四、热气体管流时的阻力损失计算
表达式
计算特点说明:
的选择按圆管内流磨阻力计算式计算,工程上一般按经验式。
L为计算段长度,D为当量直径,Wo 取经济流速,t取时间段的平均值。
hr
局部阻力系数仍按附表6查出, wo 仍取经济流速,温度则取对应与w 的温度。
,位压头作为阻力损失考虑,反之,热气体自下而上流动时,位压头应从阻力损失中减去。
。
排烟系统及烟囱
排烟系统及烟囱的重要性
一、烟囱
烟囱能将烟气从炉尾经烟道烟囱排入大气,是因烟囱底部具有抽力,亦称吸力。烟囱产生抽力的原因是热气体相对于大气