Задание на курсовую работу

ai7bi)/(ai+bi)

(2)

где a_i и b_i - размеры сечения на i-ом участке,
P_i =2(a_i+b_i) - периметр i-го сечения:
F_o=a₁a₂=2,5м2м=5м²; d_o^экв=2(a₁a₂)/(a₁+a₂)=2(2,52)/(2,5+2)=2,2 м
F₁=a₁b= 2,5м  1м = 2,5 м²
d₁^экв=2(a₁b)/(a₁+b)= 2(2,51)/(2,5+1)=1,428 м
F₂=F₃=hb= 2м1м =2 м² ,
d₂^экв =d₃^экв=2(hb)/(h+b)= 2(21)/(2 + 1)=1,333 м
Затем вычислим приведенные к нормальным условиям скорости движения продуктов сгорания на этих участках

w^оi = /Fi

(3)

w^о_о = /F_о = 6,944 м³/с / 5 м² = 1,3888 м/с
w^о₁ = /F₁ = 6,944 м³/с / 2,5 м² = 2,7776 м/с
w^о₂ = w^о₃= /F₂ = 6,944 м³/с / 2 м² = 3,472 м/с
и приведенные к нормальным условиям динамические давления

(Pд)^оi= о(w^оi)^2/2

(4)

(P_д)^о_о= 1,281,3888² / 2 = 1,23441 Па
(P_д)^о₁= 1,282,7776² / 2 = 4,93764 Па
(P_д)^о₂= (P_д)^о₃=1,283,472² / 2 = 7,71506 Па
2.Расчет температур
Для расчета потерь необходимо определить температуры (T_i^к)
в конце каждого из участков и средние температуры дыма по длине участка (T_i) по формулам

Ti^к = Ti^н– T^LiLi Ti = 0,5(Ti^н + Ti^к)

(5)

где T^L_i - падение температуры на 1 м длины i-го участка, К/м
L_i - длина i-го участка
T₁^н =T_о^к = T_н= 1200 К
T₂^н=T₁^к = 1200 – 53,0=1185 _; T₁= 0,5(1200 + 1185)=1192,5 К
T₃^н=T₂^к = 1185 – 26,0=1173 _; T₂= 0,5(1185 + 1173)=1179 К
T₄^н= T₃^к = 1173 – 212,0=1149 _; T₃= 0,5(1173 + 1149)=1161 К
3. Расчет потерь на трение
Потери на трение вычисляем по среднему динамическому давлению на каждом участке (P_д)^о_iT_i/T_o

Pi^тр= Li/di^экв(Pд)^оiTi/To

(6)

P₁^тр= 0,053,0/1,428 1,23441 1192,5 /273 = 0,557 Па
P₂^тр= 0,056,0/1,333 4,93764 1179/273 = 4,799 Па
P₃^тр= 0,0512,0/1,333 7,71506 1161/273 = 14,769 Па
Суммарные потери на трение
P^тр=P₁^тр+P₂^тр+P₃^тр= 0,557+4,799+14,769 = 20,125 Па
4. Расчет потерь на преодоление геометрического давления
P^геом= T_оg(_во/T_во - _о/ T₃^к )H =
=2739,81(1,29/293–1,28/1149)3 =26,423 Па
5. Расчет потерь на местные сопротивления
В рассчитываемой системе можно выделить несколько местных соп­ротивлений
1– поворот из рабочего пространства печи в вертикальный канал
2– поворот из вертикального канала в горизонтальный
3– поворот дымового борова в горизонтальной плоскости
4– поворот при входе в дымовую трубу.
Коэффициент местного сопротивления для поворота из печи в вертикальный канал ₁^мс = 1,985- находится по Таблице Б при (h/b₁)=a₁/a₂=1,25 и при (b₂/b₁)=b/a₂=0,5 путем линейной интерполяции.

Y	0.6	0.8
1	1.80	1.35
4	1.40	1.10

Z_x,1= 1.8+(1.35-1.8)/(0.8-0.6)*(0.5-0.6)=2,025

Z_x,2=1.4+(1.1-1.4)/(0.8-0.6)*(0.5-0.6)=1,55

Z_x,y=2.025+(1.55-2.025)/(4-1)*(1.25-1)=1,985

Аналогично находится коэффициент местного сопротивления для поворота из вертикального канала в дымовой боров ₂^мс=1.15– по Таблице Б при (h/b₁)=b/a₁=0,4 и при (b₂/b₁)=h/a₁=0,8 путем линейной интерполяции.

Y	0.6	0.8
0.25	1.80	1.40
1.0	1.80	1.35

Z= 1.8+(1.4-1.80)/(0.8-0.6)*(0.8-0.6)=1.4

Z=1.8+(1.35-1.8)/(0.8-0.6)*(0.8-0.6)=1.35
Z=1.4+(1.35-1.4)/(1-0.25)*(1.25-0.25)=1.15
Коэффициент местного сопротивления для поворота дымового борова в го­ризонтальной плоскости без изменения сечения ₃^мс = 1.125 - находится по Таблице А при (h/b)=2 .

X	1.0	2.0
Z	1.250	1.125

Z=1.250+(1.125-1.250)/(2-1)*(2-1)=1.125

Коэффициент местного сопротивления для входа борова в дымовую трубу ₄^мс = 1,068 - находится по формуле (В) после расчета диаметра нижнего основания дымовой трубы.
При расчете потерь на местные сопротивления учтем, что i-ое местное сопротивление находится между (i–1)-ым и i-ым участками системы, и что рассчитанные выше коэффициенты относятся к динамическому давлению до местного сопротивления (P_д)^о_i-1T_i^н/T_o ( температура дыма в конце ( i-1)-го участка равна T^н_i= T^к_i-1)

Pi^мс=i^мс(Pд)^оi-1Ti^н/To =-

(7)

=1,9851,23441 1200/273=10.771 Па
=1.154,93764 1185/273 =24.648Па
=1.1257,71506 1173/273 =37.293 Па
=1,0687.715061149/273 =34.679 Па
Суммарные потери на местные сопротивления
P^мс= + + + = 107.391 Па
Суммарные потери в дымовом тракте
P^пот=P^мс + P^тр = 107.391 + 13,588 = 120.979 Па
6. Определение размеров дымовой трубы
Площадь верхнего основания дымовой трубы
F_в = /w_o = 6.944/3 = 2.315 м² (8)
Тогда диаметр верхнего основания трубы

d_в= =2_{√(2.315/3.14)} = 1.717 м, (9)

Диаметр нижнего основания трубы

d_н= 1,5d_в =1,51.717 = 2.576 м (10)
Средний диаметр трубы
= 0,5( d_н + d_в) = 0,5(2.576 + 1.717) = 2.15 м (11)
Приведенная к н.у. средняя скорость дыма в трубе
w_t^о= 4 /( ) =46.944/(3,141592.15²) = 1.91 м/с (12)
Приведенное к н.у. среднее динамическое давление дыма в трубе
(P_д)^о_t= _o(w_t^o)² / 2 = 2,33 Па (13)
Приведенное к н.у. динамическое давление в выходном сечении трубы
(P_д)^о_вых= _ow_o² / 2 = 1,283² /2 = 5,76 Па (14)
Задаваясь ориентировочной высотой трубы H_тр=20 м, найдем
= 1161 – 1,520,00=1131 К ; = 0,5(1161 + 1131)=1146 К
Находим в первом приближении высоту дымовой трубы по формуле
=24.39 м
Поскольку полученное значение отличается от принятого ранее более, чем на 1 м, уточняем по нему значения температур дыма в выходном сечении и среднюю температуру дыма в трубе
=1161 – 1,524.39=1124.42_;
=0,5(1161+1124.42)=1142.71 К,
а затем снова по формуле (15) уточняем высоту трубы


=24.38 м

Поскольку отклонение от прошлого приближения не превышает 1 м, полученный ответ считаем окончательным.