Определение длины зон

1 2 3 4

Длину зон определяем из условия теплообмена.

Зона V.

Средняя скорость газового потока

Критерий Рейнольдса:

где - кинематическая вязкость газов при средней температуре.

Критерий Нуссельта:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, ,

где - коэффициент теплопроводности газа, кДж /(м·ч·°С).

Время пребывания частиц материала на футеровке ,

Время пребывания частиц материала на открытой поверхности слоя ,

Изменение температуры материала при контакте с футеровкой ,

Количество тепла , отдаваемого материалом теплопроводностью:

Изменение температуры материала , при контакте с газовым потоком:

Количество тепла, отдаваемого материалом конвекцией ,

Количество тепла, отдаваемого материалом лучеиспусканием ,

Решая уравнение методом подбора, получаем , тогда .

Общее количество тепла , отдаваемое материалом в зоне V:

Длина зоны ,

Длину зоны IV (зоны горения) не рассчитываем, так как обычно ее длина равна длине факела, по опытным данным принимаем равную 7,0 м [2].

Зона III.

Количество тепла , отдаваемого материалом теплопроводностью:

Количество тепла, отдаваемого материалом конвекцией ,

Количество тепла, отдаваемого материалом лучеиспусканием ,

Решая уравнение методом подбора, получаем , тогда .

Зона II.

Тепловые потоки , и определяются расчетом теплообмена в рабочем пространстве печи по формулам:

а) тепловой поток на открытую поверхность шихты , (излучение от газов и кладки):

где - приведенный коэффициент излучения от газов и кладки на шихту, .

Определяем приведенный коэффициент излучения от газов и кладки на шихту:

где - степень развития кладки.

Степень развития кладки определяется по следующей формуле:

б) тепловой поток на закрытую поверхность шихты , (излучение от кладки):

где - приведенный коэффициент излучения от кладки на шихту, .

- абсолютная средняя температура кладки, К.

Определяем приведенный коэффициент излучения от кладки на шихту:

где - степень черноты кладки; принимаем .

Средняя температура кладки ,

в) тепловой поток передаваемый на шихту конвекцией ,

где - условная скорость газов в печи, при нуле градусов Цельсия, м/с.

Определяем условную скорость газов в печи:

Общий тепловой поток ,

Зона I.

Длину зоны сушки , подсчитывают по формуле:

где - производительность печи по гидроокиси алюминия с учетом оборотной пыли, т/ч;

- содержание влаги в исходном и конечном гидрате, доли ед. В данном случае , (таблица 1.4).

- допустимое напряжение рабочего пространства сушильной зоны печи по удаляемой влаге, т /(м^3·ч); принимаем .

Тогда

Полная длина печи составит:

Принимаем стандартную печь, изготовляемую отечественной промышленностью размером 4,5×110 м.

Выбор форсунки

Выбор газомазутной форсунки осуществляется исходя из значения расхода топлива. Для данного типа печей необходимо использовать одну форсунку, таким образом, выбираемая форсунка должна быть рассчитана на полный расход топлива. В качестве основного топлива на форсунке используется мазут марки М 40, в качестве резервного газ. Исходя из выше сказанного в соответствии с литературой [6], была выбрана форсунка производительностью от 4 до 6 т/ч. Общий вид форсунки приведен на рисунке 1.1.