Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Давление воды перед форсункой

Гунькин И.А.

30.09.2007

Из серии "Теплотехнические зарисовки 2007"

Постановка задачи

Прокат диаметром d_пр = 12 мм, движущийся со скоростью v_пр = 13.8 м/с, охлаждается интенсивным потоком воды в устройстве проводкового типа (см. рис. 1) с длиной камеры охлаждения l_к = 6.5 м. Камера охлаждения имеет постоянное круглое сечение с внутренним диаметром d_к = 58 мм (используется труба 70×6 мм). Требуется обеспечить похождение через ЛУО не менее Q_min Δt° = 122 м³/час воды с минимальной относительной скоростью потока v_{пот отн min} = 5.0 м/с. Определить давление воды перед форсункой P.

Рис. 1. Охлаждение движущегося проката в устройстве проводкового типа 1 - охлаждаемый раскат, 2 - нагнетающая форсунка, 3 - камера охлаждения, 4 - узел сброса отработанной воды

Минимально допустимая скорость потока составит
v_пот min = v_пр + v_{пот отн min} = 13.8 + 5.0 = 18.8 (м/с).

Оптимальная, с точки зрения расхода воды, площадь потока равна
S_{пот опт} = Q_min Δt°/v_пот min = (122/3600)/18.8·10⁶ =1 800 (мм²).

Оптимальный диаметр камеры охлаждения составит
 = 49.4 (мм²).

Поскольку d_к > d_опт, процесс охлаждения будет происходить с перерасходом воды.

Фактические площадь сечения потока, скорость потока и расход воды составят
 = 2 530 (мм²),
v_пот = v_пот min = 18.8 м/с,
v_{пот отн} = v_{пот отн min} = 5.0 м/с,
Q_пот = v_пот·S_пот = 18.8·2530·10^-6 = 47.6·10^-3 (м³/с) [47.6 кг/с, 171 м³/час].

Гидравлический радиус камеры охлаждения составит
R_гидр к = S_пот/(π·d_к) = 2530/(π·58) = 13.9 (мм).

При коэффициенте сопротивления по длине камеры охлаждения λ_к = 15·10^-3 общий коэффициент потерь от трения охлаждающей воды о стенки камеры охлаждения составит
 = 15·10^-3·6.5/(4·13.9·10^-3) = 1.75.

Гидравлический радиус раската составит
R_гидр р = S_пот/(π·d_пр) = 2530/(π·12) = 67.1 (мм).

При коэффициенте сопротивления по длине раската λ_р = 75·10^-3 общий коэффициент потерь от трения охлаждающей воды о поверхность раската составит
 = 0.13.

При полном заполнении камеры охлаждения коэффициент потерь напора на формирование потока в форсунке составит
 = 0.17.

Требуемый напор и давление воды перед форсункой:
 = 55.0 (м),
P_вх = 5.5 кгс/см².

См. также:
Функция P_forsun для автоматизированного расчета давления воды перед форсункой.
Пример использования функции P_forsun.

Из серии "Теплотехнические зарисовки 2007"
Читать дальше: Камеры охлаждения различного диаметра

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)