Рух газів і раціональний режим тиску в печі

У сучасних печах в якості джерела теплової енергії в переважній більшості випадків використовується паливо або електрична енергія. Серед паливних печей найбільшого поширення набули полум'яні печі, в яких для спалювання газу або мазуту застосовується факельний (полум'яний) метод. У полум'яних печах характер руху газів в робочому просторі печі найтіснішим чином пов'язаний з теплообміном, конструкцією і призначенням печі. Він визначається в основному наступними обставинами: розташуванням пальників (форсунок) і димовідвідних каналів; динамічним впливом струменів, створюваних пальниками і форсунками; режимом тиску в печі.

Найвища температура в печі розвивається в тому місці, де спалюється паливо, т. Е. Там, де встановлені пальники (форсунки). Спалювання палива в печі може бути сконцентровано з одного боку печі або розосереджено по всій її довжині. Розташувавши відповідним чином димовідвідні канали, отримують методичний або камерний режим роботи печі. При методичному режимі (рис. 16, а) паливо спалюється з одного боку печі (пальники встановлені в торці видачі металу), а димові гази видаляються з іншого боку печі. Відпрацьовані гази, проходячи по печі назустріч металу, поступово віддають йому частину свого тепла, а самі остигають. При цьому температура газів зменшується в міру віддалення їх від пальників, і температурний режим печі характеризується зміною (падінням) температури по довжині печі.

При камерному режимі роботи нагрівальної печі температура по її довжині залишається майже незмінною. Для цього підведення тепла і димовідвідні канали треба розосередити по довжині (рис. 16,6). В цьому випадку пальника встановлюються по всій довжині печі. Перемішування окремих струменів, інтенсивний рух газів - все це сприяє вирівнюванню температури в робочому об'ємі печі.

У забезпеченні рівномірності нагрівання важлива роль належить інтенсивності руху газу, його циркуляції. Це особливо важливо в середньо- і низькотемпературних печах. У високотемпературних печах (1473-1873 К) переважає теплообмін випромінюванням, в среднетемпературних (1073- 1473 К) випромінювання можна порівняти з конвекцією, в нізкотем-температурних (до 1073 К) переважає конвекція. Оскільки теплопередача конвекцією тим більше, чим вище швидкість руху газів, остільки інтенсифікація руху газів в печах останніх двох груп має важливе значення. Для забезпечення циркуляції газів використовують здатність газових струменів створювати розрідження у своїх витоків. З ис-користуванням цю особливість працюють, зокрема, тер-вів печі з подподовимі топками (рис. 17). Струмінь, створювана пальником, підсмоктує продукти згоряння з робочого об'єму і створює тим самим циркуляцію газів.

У деяких випадках при світлій термообробці і тер-мохіміческой обробці металу необхідна інтенсивна циркуляція спеціальної атмосфери, в якій нагрівається метал. Подібна циркуляція забезпечується застосуванням спеціальних вентиляторів, робоче колесо яких винесено безпосередньо в піч. Інтенсивна циркуляція спеціальної атмосфери підвищує рівномірність і швидкість нагріву і забезпечує значне збільшення продуктивності печі.

Для нормальної експлуатації печі швидкість виходу палива і повітря з пальника повинна вибиратися на підставі даних по струменів і бути такою, щоб полум'я не било в протилежну стінку. Пальники на протилежних стінках повинні бути встановлені в шаховому порядку. Не слід встановлювати пальники поблизу вікон печі щоб уникнути підсосу в піч холодного повітря. У деяких випадках, наприклад в торцях видачі методичних печей (рис. 23, а), підсмоктування холодного повітря в піч через вікно видачі (пунктирна стрілка) не тільки знижує температуру печі і викликає перевитрата палива, але і призводить до утворення охолодей окалини на поду печі , що викликає перебої в її роботі.

Тиск в робочому просторі печі визначається в основному двома чинниками: впливом струменів і впливом димової труби (димососа). Раціональним режимом тиску в робочому просторі печей є такий, при якому в печі підтримується невеликий надлишковий давши-ня. Це відноситься як до паливних, так і до електричних печей. Якщо печі працюють з муфелірованіем металу, то під муфелем також підтримується невеликий надлишковий тиск. Все це робиться для того, щоб уникнути попадання в піч холодного повітря, який різко погіршує роботу печі, так як, знижуючи температуру, викликає перевитрата палива, призводить до нагрівальних печах до зайвого окислення металу.

Робота димової труби здійснюється так, щоб на рівні поду печі підтримувалося нульове тиск. Вище рівня пода буде надлишковий тиск, нижче - розрідження. Розрідження потрібно для того, щоб димові гази відсмоктуються з печі через димовідводи (кабана), вхідний перетин яких зазвичай і розташовується на рівні поду печі.

В процесі експлуатації печі необхідно мати можливість впливати на тиск в печі і на розрідження в її лежаках. Для цієї мети використовують спеціальний пристрій, зване шибером. Шибер є штучне місцеве опір, величину якого можна регулювати підйомом або опусканням шиберной заслінки. При прагненні знизити тиск в печі шибер треба відкривати, при бажанні підвищити тиск, навпаки, прикривати.

Сучасні печі - це високомеханізовані, автоматизовані агрегати. У багатьох печах тиск в робочому просторі підтримується на потрібному рівні автоматично за допомогою регулятора тиску, який керує механізмом підйому і опускання шибера.

Правильний вибір режиму тиску в печі необхідний, крім того, як для збільшення довговічності служби арматури і обладнання печі, так і для поліпшення умов експлуатації печі обслуговуючим персоналом.

Іноді, прагнучи уникнути підсосу холодного повітря в піч, підтримують надмірно високий тиск. Це призводить до надмірного вибивання розжарених газів з печі і, як наслідок, до передчасного виходу з ладу арматури печі і елементів її обладнання.

Розділ 2. Основи теплопередачі.

2.1 Основні поняття теорії теплообміну. Способи перенесення тепла.