Нисходящий поток

152. Рассчитаем потери напора при расширении при выходе из перевального окна:

Δр_расш_по = (1 – F_по /F_верт) * W²_по * ρ_пг *Т_по/(2*g*T₀)*9,81 = (1 - 0,114/0,218)* 0,66²* 1,2986*1673/(2*9,81*273)*9,81 = 0,827 Па.

153. Рассчитаем потери напора при повороте на 90⁰ из перевального окна в вертикал: Δр_пов90по = 2,6 Па.

154. Суммарные потери в перевальном окне:

Δр₇ = 2*Δр_пов90по + Δр_суж_по + Δр_расш_по + = 2*2,6 + 0,413 + 0,827 = 6,44 Па.

155. Рассчитаем вязкость продуктов сгорания при 1350 ⁰С по формуле Сазерленда:

μ₁₃₅₀ = μ_пг *(1 + С_пг/273)/(1 + С_пг/Т)*(Т/273)^0,5 = 1,4904*10^-5*(1 + 183/273)/(1 + 183/1623)*(1623/273)^0,5 = 5,45*10^-5 Па*с.

156. Рассчитаем плотность продуктов сгорания при 1350 ⁰С:

ρ₁₃₅₀ = ρ_пг*273/(t + 273) = 1,2986 *273/(1350 + 273) = 0,218 кг/м³.

157. Рассчитаем критерий Рейнольдса в вертикале для продуктов горения:

Re_верт = W_верт *d_верт *ρ₁₅₀₀/ μ₁₅₀₀ = 0,35*0,445*0,218/5,45/10^-5 = 623.

158. Рассчитаем коэффициент сопротивления трению в вертикале по формуле Доброхотова:

λ_верт = 0,175/ Re_верт^0,12 = 0,175/623^0,12 = 0,0809.

159. Рассчитаем потери на трение в вертикале:

Δр₈ = λ_верт *L_верт* W²_верт * ρ_пг *Т_нверт/(d_верт*2*g*T₀)*9,81 = 0,0809*3,96*0,35²*1,2986* 1623/(0,445*2*9,81*273)*9,81 = 0,34 Па.

160. Рассчитаем скорость воздуха на входе в длинный косой ход:

W_дкх_вх = V_пгдкх /F_кх_вых = 0,021015/0,0063 = 3,34 м/с.

161. Рассчитаем потери напора при входе продуктов горения в длинный косой ход, с учётом того, что регистр и рассекатель закрывают половину сечения:

Δр_дкх_вх= 0,5*(1 - F_кх_вых /F_верт*0,5) * W²_{дкх вх} * ρ_пг *Т_дкх/(2*g*T₀)*9,81 = 0,5*(1 - 0,0063/0,218 *0,5)*3,34²* 1,2986* 1593/(2*9,81*273)*9,81 = 20,828 Па.

162. Рассчитаем коэффициент местного сопротивления при плавном расширении струи на уровне регистра и рассекателя:

ξ_расш_рег= k_рег_расш *(1 - F_кх_вых /F_кх),

где k_рег_расш – коэффициент для расширения струи на уровне регистра и рассекателя.

ξ_суж_рег= k_рег *(1 - F_кх_вых /F_кх) = 0, 1747*(1 – 0,0063/0,012) = 0,083.

163. Рассчитаем потери напора за счёт плавного расширения струи на уровне регистра и рассекателя:

Δр_расш_рег = ξ_расш_рег* W²_{дкх вх} * ρ_пг *Т_дкх/(2*g*T₀)*9,81 = 0,083*3,34²*1,2986* 1593/(2*9,81*273)*9,81 = 3,508 Па.

164. Рассчитаем вязкость продуктов сгорания при 1320 ⁰С по формуле Сазерленда:

μ₁₃₂₀ = μ_пг *(1 + С_пг/273)/(1 + С_пг/Т)*(Т/273)^0,5 = 1,4904*10^-5*(1 + 183/273)/(1 + 183/1593)*(1593/273)^0,5 = 5,39*10^-5 Па*с.

165. Рассчитаем плотность продуктов сгорания при 1320 ⁰С:

ρ₁₃₂₀ = ρ_пг*273/(t + 273) = 1,2986 *273/(1320 + 273) = 0,22 кг/м³

166. Рассчитаем скорость продуктов горения в длинном косом ходе:

W_дкх = V_пгдкх /F_кх = 0,021015/0,012 = 1,75 м/с.

167. Рассчитаем критерий Рейнольдса в длинном косом ходе для продуктов горения:

Re_дкх = W_дкх *d_кх *ρ₁₃₂₀/ μ₁₃₂₀ = 1,75*0,109*0,22/5,39/10^-5 = 778,57.

168. Рассчитаем коэффициент сопротивления трению в длинном косом ходе по формуле Доброхотова:

λ_дкх = 0,175/ Re_дкх^0,12 = 0,175/778,57^0,12 = 0,0787.

169. Рассчитаем потери на трение в длинном косом ходе:

Δр_дкх_тр = λ_дкх *L_дкх * W²_дкх * ρ_пг *Т_дкх /(d_кх*2*g*T₀)*9,81 = 0,0787*1,54*1,75²* 1,2986*1593/(0,109*2*9,81*273)*9,81 = 12,902 Па.

170. Рассчитаем потери напора на повороте 45⁰ в длинном косом ходе:

Δр_{пов45дкх} = ξ_пов45* W²_дкх* ρ_пг *Т_дкх /(2*g*T₀)*9,81 = 0,32*1,75²*1,2986*1593/(2* 9,81*273)*9,81 = 3,713 Па.

171. Рассчитаем скорость продуктов горения при выходе из длинного косого хода:

W_дкх = V_пгдкх /F_вых_дкх = 0,021015/0,025 = 0,84 м/с.

172. Рассчитаем местное сопротивление при расширении потока при выходе из длинного косого хода в наднасадочное пространство:

ξ_расш_дкх = 1 - F_вых_дкх / F^/ _ннас,

где F^/ _ннас – площадь сечения при входе в наднасадочное пространство.

ξ_расш_дкх = 1 - F_вых_дкх / F^/ _ннас = 1 - 0,025/0,248 = 0,899.

173. Рассчитаем потери напора при расширении потока при выходе в наднасадочное пространство:

Δр_расш_дкх = ξ_расш_дкх * W²_дкх * ρ_пг *Т_дкх/(2*g*T₀)*9,81 = 0,899*0,84²*1,2986*1593/(2* 9,81*273)*9,81 = 2,403 Па.

174. Рассчитаем потери напора на повороте 45⁰ при выходе из длинного косого хода в наднасадочное пространство:

Δр_пов45н = ξ_пов45* W²_дкх * ρ_пг *Т_дкх /(2*g*T₀)*9,81 = 0,32*0,84²*1,2986*1593/(2*9,81* 273) *9,81 = 0,855 Па.

175. Общая потеря напора в длинном косом ходе:

Δр₉ = Δр_дкх_вх + Δр_расш_рег + Δр_дкх_тр + Δр_{пов45дкх} + Δр_расш_дкх + Δр_пов45н = 20,828 + 3,508 + 12,902 + 3,713 + 2,403 + 0,855 = 44,209 Па.

176. Рассчитаем вязкость продуктов горения при 1300 ⁰С по формуле Сазерленда:

μ₁₃₀₀ = μ_пг *(1 + С_пг/273)/(1 + С_пг/Т)*(Т/273)^0,5 = 1,4904*10^-5*(1 + 183/273)/(1 + 183/1573)*(1573/273)^0,5 = 5,35*10^-5 Па*с.

177. Рассчитаем плотность продуктов сгорания при 1300 ⁰С:

ρ₁₃₀₀ = ρ_пг*273/(t + 273) = 1,2986 *273/(1300 + 273) = 0,225 кг/м³.

178. Рассчитаем скорость продуктов сгорания в наднасадочном пространстве:

W_ннас = V_пг /F_ннас = 0,331/1,732 = 0,19 м/с.

179. Рассчитаем критерий Рейнольдса в наднасадочном пространстве для продуктов сгорания:

Re_ннас = W_ннас *d_ннас *ρ₁₃₀₀/ μ₁₃₀₀ = 0,19*0,501*0,225/5,35/10^-5 = 400,33.

180. Рассчитаем коэффициент сопротивления трению в наднасадочном пространстве регенератора по формуле Доброхотова:

λ_ннас = 0,175/ Re_ннас^0,12 = 0,175/400,33^0,12 = 0,0853.

181. Рассчитаем потери на трение в наднасадочном пространстве регенератора при движении продуктов сгорания:

Δр_10тр = λ_ннас *L_ннас* W²_ннас * ρ_пг *Т_нн/(d_ннас*2*g*T₀)*9,81 = 0,0853*0,12*0,19²* 1,2986*1573/(0,501*2*9,81*273)*9,81 = 0,0028 Па.

182. Рассчитаем коэффициент местного сопротивления при выходе из наднасадочного пространства в насадку регенератора:

ξ_ннас = 0,5*(1 – F_нас/ F_ннас) = 0,5*(1 - 1,13/2,8) = 0,298.

183. Рассчитаем потери напора при выходе из из наднасадочного пространства в насадку регенератора:

Δр_10в = ξ_ннас * W²_ннас * ρ_пг *Т_нн/(2*g*T₀)*9,81 = 0,298*0,19²*1,2986*1573/(2*9,81* 273)* 9,81 = 0,0402 Па.

184. Суммарные потери в наднасадочном пространстве регенератора:

Δр₁₀ = Δр_10тр + Δр_10в = 0,0028 + 0,0402 = 0,043 Па.

185. Рассчитаем скорость продуктов сгорания в насадке регенератора:

W_рег_пг = V_пг /F_нас = 0,331/1,13 = 0,29 м/с.

186. Рассчитаем среднюю температуру продуктов сгорания в регенераторе:

Т^ср_рег_пг = (350 + 1300)/2 + 273 = 1098 К.

187. Рассчитаем потери на трение в насадке регенератора:

Δр₁₁ = k_рег*с_рег*L_рег* W²_{рег пг} * ρ_пг * Т^ср_рег_пг /(d^1,25 _рег*В/133,3)*9,81,

где k_рег – коэффициент для перевода из британских мер (k_рег = 0,18);

с_рег – коэффициент, зависящий от типа насадки (для фасонной с_рег = 0,34; для прямоугольной с_рег = 0,22);

L_рег – длина канала, м;

d_рег – эквивалентный диаметр канала, м.

Δр₁₁ = k_рег*с_рег*L_рег* W²_{рег пг} * ρ_пг * Т^ср_рег_пг /(d^1,25 _рег*В/133,3)*9,81= 0,18*0,34*2,145* 0,29²*1,2986*1098/(0,03^1,25*98500/133,3)*9,81 = 16,738 Па.

188. Рассчитаем скорость продуктов горения в отверстии колосниковой решётки:

W_кр_пг = V_пг /F_кр/ n_кр,

где F_кр – минимальная площадь сечения колосникового отверстия, м²;

n_кр – число колосниковых отверстий.

W_кр_пг = V_пг /F_кр/ n_кр = 0,331/0,00096/ 92 = 3,74 м/с.

189. Рассчитаем местное сопротивление при сужении потока при входе в колосниковую решётку продуктов сгорания:

ξ_суж_кр = 0,5*(1 - F_кр * n_кр / F_нас) = 0,5*(1 - 0,00096*92/1,13) = 0,461.

190. Рассчитаем потери при сужении потока при входе в колосниковую решётку:

Δр_суж_кр = ξ_суж_кр* W²_{кр пг} * ρ_пг *Т_кр_пг/(2*g*T₀)*9,81 = 0,461*3,74²*1,2986*623/(2*9,81* 273)*9,81 = 9,554 Па.

191. Рассчитаем вязкость продуктов горения при 350 ⁰С по формуле Сазерленда:

μ₃₅₀ = μ_пг *(1 + С_пг/273)/(1 + С_пг/Т)*(Т/273)^0,5 = 1,4904*10^-5*(1 + 183/273)/(1 + 183/623)*(623/273)^0,5 = 2,91*10^-5 Па*с.

192. Рассчитаем плотность продуктов сгорания при 350 ⁰С:

ρ₃₅₀ = ρ_пг*273/(t + 273) = 1,2986 *273/(350 + 273) = 0,569 кг/м³.

193. Рассчитаем критерий Рейнольдса в отверстии колосниковой решётки для продуктов сгорания:

Re_кр_пг = W_кр_пг *d_кр *ρ₃₅₀/ μ₃₅₀ = 3,74*0,035*0,569/2,91/10^-5 = 2559,5.

194. Рассчитаем коэффициент сопротивления трению в отверстии колосниковой решётки продуктов горения по формуле Доброхотова:

λ_{кр пг} = 0,175/ Re_кр_пг^0,12 = 0,175/2559,5^0,12 = 0,0682, тогда ξ_тр = 0,047.

195. Рассчитаем местное сопротивление на расширение и трение в диффузоре:

ξ_диф = ξ_расш + ξ_тр = 0,199 + 0,047 = 0,246.

196. Рассчитаем потери в диффузоре колосниковой решётки:

Δр_диф_пг = ξ_диф* W²_{кр пг} * ρ_пг *Т_кр_пг/(2*g*T₀)*9,81 = 0,246*3,74²*1,2986*623/(2* 9,81*273)*9,81 = 5,099 Па.

197. Рассчитаем местное сопротивление при расширении потока при выходе из колосниковой решётки в подовый канал:

ξ_расш_пк = 1 - F_кр_макс * n_кр /b_пк/ L_пк,

где b_пк – ширина подового канала, м.

ξ_расш_пк = 1 - F_кр_макс * n_кр /b_пк/ L_пк = 1 - 0,00385*92/0,258/6,923 = 0,8017.

198. Рассчитаем скорость дымовых газов при выходе из отверстий колосниковой решётки:

W_кр_вых = V_пг /F_кр_вых/ n_кр = 0,331/0,00385/ 92 = 0,93 м/с

199. Рассчитаем потери при расширении потока при выходе в подовый канал:

Δр_расш_пк = ξ_расш_пк * W²_{кр вых} * ρ_пг *Т_кр_пг/(2*g*T₀)*9,81 = 0,8017*0,93²*1,2986*623/(2* 9,81*273)*9,81 = 1,027 Па.

200. Рассчитаем потери на повороте 90⁰ в подовый канал:

Δр_пов90пг = ξ_пов90* W²_{кр вых} * ρ_пг *Т_кр_пг/(2*g*T₀)*9,81 = 1,5*0,93²*1,2986*623/(2*9,81* 273)*9,81 = 1,922 Па.

201. Суммарные потери напора в колосниковом отверстии:

Δр₁₂ = Δр_суж_кр + Δр_диф_пг + Δр_расш_пк + Δр_пов90пг = 9,554 + 5,099 + 1,027 + 1,922 = 17,6 Па.

202. Рассчитаем вязкость продуктов горения при 300 ⁰С по формуле Сазерленда:

μ₃₀₀ = μ_пг *(1 + С_пг/273)/(1 + С_пг/Т)*(Т/273)^0,5 = 1,4904*10^-5*(1 + 183/273)/(1 + 183/573)*(573/273)^0,5 = 2,73*10^-5 Па*с.

203. Рассчитаем плотность продуктов сгорания при 300 ⁰С:

ρ₃₀₀ = ρ_пг*273/(t + 273) = 1,2986 *273/(300 + 273) = 0,618 кг/м³.

204. Рассчитаем скорость продуктов сгорания в подовом канале:

W_пк_пг = V_пг /F_пк = 0,331/0,141 = 2,35 м/с.

205. Рассчитаем критерий Рейнольдса в подовом канале для продуктов сгорания:

Re_пк_пг = W_пк_пг *d_пк *ρ₃₀₀/ μ₃₀₀ = 2,35*0,351*0,618/2,73/10^-5 = 18672.

206. Рассчитаем коэффициент сопротивления трению в подовом канале для продуктов горения по формуле Доброхотова:

λ_{пк пг} = 0,175/ Re_пк_пг^0,12 = 0,175/18672^0,12 = 0,0538.

207. Рассчитаем потери напора в подовом канал при движении продуктов сгорания:

Δр₁₃ = k_пк* λ_пк_пг *L_пк* W²_{пк пг} * ρ_пг *Т_пк_пг/(d_пк*2*g*T₀)*9,81 = 1/3*0,0538*6,923*2,35²* 1,2986* 573/(0,351*2*9,81*273)*9,81 = 2,662 Па.