连铸机二冷蒸汽排出系统风机选型计算

摘 要:连铸机蒸汽排放干净与否,影响工作环境。风机的选型计算充分考虑了空气、水蒸气的混合比,再室内平均温度下的比重,以及管路的各种压力损失、阻力。

关键词:连铸机 蒸汽 风机选型 计算

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)11(a)-0040-02

计算涉及基本物理参数:

蒸汽在100℃时的比重;

空气在0℃时的比重;

空气在20℃时的比重;

工艺水气用量(由工艺设计人员提供):

(1)喷水冷却水量;

(2)气水冷却水量;气水配比(=气量/水量)

计算压缩空气耗量Nm3/h

1 计算分项气量及总气量

全水冷却段产生的水蒸气量m3/min

(l,一般地水蒸发量比例[1])

气水冷却段产生的水蒸气量m3/min

(一般地水蒸发比例)[1]

气水冷却段的压缩空气量m3/min

(需由标准状态转换为常温状态下)

从冷却室外进入的气体:

m3/min

(一般地隧道式,房式)[1]

总气量[6]:

m3/min

风机选型参考总气量m3/minm3/h

2 计算冷却室内的平均温度和混合气体的比重

水蒸气比热,水蒸气温度K

干空气比热,干空气温度K

水蒸气单位时间的重量kg/min

干空气单位时间的重量kg/min

冷却室内的平均温度K

混合气体的比重Kg/m3,考虑到安全因素,且气体比重随温度上升而降低,取计算值Kg/m3。

3 计算通风机压力损失

气体压力损失由管路压力损失、和鼓风机自身损失三部分构成,分别计算求和。

3.1 计算管路压力损失

管路压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失。

3.1.1 计算沿程压力损失

,(是阻力系数,与雷诺数和相对粗糙度有关,查表求值;是直管长度;是等效管径,,其中a、b是方管长宽;是流速;是气体比重)[2]

计算相对粗糙度、雷诺数和直管阻力系数。

(1)计算混合气体运动粘度。

若风管采用镀锌薄钢板,其表面粗糙度不大于0.2mm。

70的饱和水蒸气动力粘度kg/(m·s),70干空气的动力粘度kg/(m·s)。

由,

(水蒸气的物质的量比例为)

求的混合气体动力粘度kg/(m·s)

混合气体运动粘度kg/(m·s)

(2)求解各段沿程压力损失系数。

①进风管等效管径m

进风管风速m/s

雷诺数

相对粗糙度

查莫迪图[3][4]

②出口变径管m

出口变径管风速m/s

雷诺数

相对粗糙度

查莫迪图

③出风管等效管径

出风管风速m/s

雷诺数

相对粗糙度

查莫迪图

沿程压力损失。

3.1.2 计算局部压力损失(表1)[5]

局部压力损失pa

3.2 计算风机装置阻力损失

取pa[7]

3.3 计算蒸汽排放系统总压力损失

pa

转化为常温状态pa

所需风机全压值

(一般取1.15～1.20)[2]

4 计算通风机电机功率

风机实际需要输入功率kW

(为离心风机的净压效率,参照厂家手册,一般净压效率在0.85～0.95)

电动机功率kW

(K为电动机容量备用系数,离心式风机取K=1.2～1.3;为传动效率,直接传动为1,带传动为0.95;为电动机效率,0.9～0.95)。

5 通风机选型

本方案采用两台风机。

由上述计算结果得所需风机排风量为60600,全压为1870Pa,配套电机功率最低需要50.5kW。

初步选定方案为湖北五三长新鼓风机制造有限公司4-68No.12.5D,Y280-6,55kW风机,其性能参数如表2。

综上,此风机可以满足要求。

【说明】

本计算书对某小方坯连铸机蒸汽排放系统的风机选型参数进行了初步定量化验证式计算,对风机选型方案予以认可。

本次计算参阅相关资料,对蒸汽排放系统通风机的风量和全压计算方法进行了整理,对有关经验参数进行了资料考证。

由于本人对通风机及流体传输知识掌握有限,本次计算中部分简化方案和参数设定(特别是压力损失计算)或有不妥,欢迎批评指正。

通风管道设计是一项需要理论与工程经验紧密结合的工作,本计算仅对风机选型方法提供一些参考,不作为唯一依据。

参考文献

[1]刘明延,李平,等.板坯连铸机设计与计算(上)[M].北京:机械工业出版社,1990:140.

[2]张先棹,等.冶金传输原理[M].北京:冶金工业出版社,2004:77.

[3]刘明延,李平,等.板坯连铸机设计与计算(上)[M].北京:机械工业出版社,1990,143.

[4]张先棹,等.冶金传输原理[M].北京:冶金工业出版社,2004:76.

[5]张先棹,等.冶金传输原理[M].北京:冶金工业出版社,2004:77～84.

[6]王新泉,等.通风工程学[M].北京:机械工业出版社,2008:277.

[7]王新泉,等.通风工程学[M].北京:机械工业出版社,2008:287.

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