2015-05-13
623
Остановимся на закономерностях движения газа в системе параллельных каналов, делая особый упор на учет неизотермичности течения и на те особенности распределения газов по каналам, которые этой неизотермичностью обусловливаются.
Горизонтальные каналы. Рассмотрим систему горизонтальных параллельных каналов одинакового гидравлического диаметра, которые все начинаются в сечении 1, давление газа в котором равно р 1, и оканчиваются в сечении 2, где газ имеет давление р 2. При равномерном распределении газа по каналам скорость его в любом канале одна и та же и равна V 0 (везде далее используется средняя по сечению канала или расходная скорость), в противном случае распределение потоков по каналам будет прямо пропорционально площадям эквивалентных отверстий.
Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 и 2 одного из каналов:
откуда, учитывая, что 
, для канала постоянного поперечного сечения 
получаем р 1 - р 2. = D р пот. Поскольку перепад давления один и тот же для всех каналов, то это равенство будет выполняться для любого из них. Если каналы спроектированы так, что их площади эквивалентных отверстий одинаковы, то распределение потоков газа будет равномерным, т. е. через каждый из каналов будет проходить одно и то же количество газа. Указанная равномерность, по-видимому, сохраняется при любых возмущениях в системе, или, как еще говорят, равномерность газораспределения в системе горизонтальных параллельных каналов будет устойчивой.
|
|
|
Сделанный вывод справедлив для случая изотермического течения газа. Изменится ли что-нибудь в закономерностях распределения потоков в условиях работы металлургических печей, когда температура газа по длине канала существенно различна?
Запишем уравнение Бернулли для случая неизотермического течения газа в форме:
где dL — дифференциал потерь давления. Для горизонтальных каналов dH = 0. Предположим, что плотность газа существенно зависит лишь от температуры и не зависит от давления. Это предположение не приводит к сколько-нибудь заметным погрешностям, так как обычно в боровах и каналах металлургических печей давление газа в сравнении с атмосферным изменяется весьма слабо. С учетом соотношений rг/r0г = Т 0/ Т; V / V 0 = T / T 0 можно записать:
(12.1)
