Литература -->  Доменное производство металла 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155


В Д. т. (фиг. 2) различают следующие главные части: 1) фундамент, подразделяющийся на бетонное основание и бутовую кладку; 2) постамент, подразделяющийся на: цоколь, ствол постамента и карниз; 3) ствол трубы, подразделяющийся на: нижний выступающий пояс,собственно ствол и головку. Фундамент Д. т. обыкновенно книзу рас-щиряется уступами, при чем ширина уступа не должна превыщать Vs его высоты. Если по состоянию грунта ширина уступа д. б. более Is его высоты, то такие фундаменты рекомендуется выполнять железобетонными. Бетонное ос Головка

нование Д. т. делается высотою не менее 600 мм. Бутовый камень фундамента и грунт необходимо хорошо изолировать от действия горяч, газов, которые могут ослабить прочность бутовой кладки. Изоляция же достигается кирпичной кладкой толщиною приблизительно в 2/2 кирпича. По- . стамент и ствол также д. б. изолированы от вредного действия горячих газов; для этого при t° газов >250° применяют свободно стоящую футеровку из огнеупорного кирпича на шамотном растворе. Ствол трубы воз-IZZ водится звеньями (барабанами), высота которых по возмолшости делается одинаковой в пределах ЗЧ-Ю м. Толщина стенок трубы должна позвенно увеличиваться по направлению книзу, что соответствует общему уклону, который для внешней стороны равен 0,015-0,04, а для внутренней-0,002-1-0,02.

Для защиты Д. т. от повреждения молнией на ней устанавливают громоотвод, состоящий из приемника, наружного провода и заземленного отвода в виде тонкой медной луженой пластины. Наружный провод громоотвода крепится в особых железных держателях, которые при возведении Д. т. заделываются в кладке на расстоянии приблизительно 2 м друг от друга. Возведение Д. т. производится без лесов; лесами пользуются обыкновенно только вначале, когда кладется нижняя часть Д. т., а далее уже весь строительный материал подается с помощью несложных подъемн. механизмов (фиг. 3 и 4). При возведении Д. т. необходимо наблюдать за тем, чтобы оси отдельных звеньев трубы в точности совпадали с осью трубы; последнее проверяется с помощью веска.

Из повреждений Д. т. наиболее важным является уклонение Д. т. от первоначального ее вертикального положения. Последнее обстоятельство чаще всего объясняется неравномерной осадкой фундамента. Выпрямление трубы производится след. образом: в нижней части Д. т. со стороны, противопо-

Фиг. 2.

ложной той, куда труба наклонилась, пробивают во всю толщину стенки ряд отверстий на протялении более половины периметра трубы, к-рые заполняют более тонким слоем кладки, после чего оставшиеся промежуточные части кладки осторожно удаляют, и Д. т., оседая от собственного веса, постепенно выпрямляется, приближаясь к вертикальному положению. Исправление появившихся трещин, повреждения облицовки или швов, производится во время действия трубы, при чем рабочие взбираются до места работ по железным скобам, расположенным с наружной ее стороны.

При проектировании Д. т. прежде всего определяют ее главные размеры, т. е. диам. верхнего сечения и высоту, и затем производят статич. расчет. Величина диаметра трубы зависит от допускаемой скорости выхода газов, которую во избежание нарушений в работе трубы не рекомендуется делать менее 2 м/ск. При меньшей скорости газов могут получиться обратные потоки и задувание ветром. Максимальной выходной скоростью газов считают 8 м/ск; превышение этой скорости влечет значительные потери на трение и поддержание скорости газов в трубе. Т. о., при определении площади верхнего сечения Д. т. желательно задаваться скоростью в 3-4 м/ск, чтобы, при всех возмож;-ных колебаниях нагрузки проектируемой



Фиг. 3.

Фиг. 4.

установки, скорость газов при выходе из трубы оставалась в пределах 2--8 м/ск. Для определения площади верхнего сечения и высоты Д. т. предварительно вычисляют следующие величины.

а) Полный объем дымовых газов V определяется по составудымовых газов и расходу топлива,сгорающего в час (см. Газ топочный и дымовой). Для определения объема сухих газов, приходящегося на 1 кг топлива при 0° и 760 мм рт. ст., с достаточной точностью можно воспользоваться приближенной ф-лой Даша:

Ус.г.-шам/кг, (1)

где Q - рабочая теплопроизводительность топлива в Са1/кг; а-коэффициент избытка



воздуха,величина к-рого зависит от размеров обмуровки котла и экономайзера, ее плотности, длины борова, степени разрежения в газоходах и от многих других причин; в общем случае можно принять а = 1,6-1-2,0. Объем водяных паров при 0° и 760 мм рт. ст. определяется по ф-ле:

Ve.n.=----- -Z (2)

где Н-содержание водорода в рабочем топливе в % по весу; W-содержание влаги в рабочем топливе в % по весу; TFgg.-количество пара (в кг), введенное в топку для сжигания 1 кг топлива, при наличии парового дутья или паровой форсунки. Т. о., приближенный полный объем продуктов сгорания при 0° и 760 мм рт. ст., получающихся при сгорании 1 кг топлива, определяется но следующей ф-ле:

VVc.e.+Ve.n.= {9Н + W)-0,01 + W

1,1Q

м/кг.

1 ООО 0.804

б) Средняя теплоемкость 1 м сухих газов в Cal определяется из ур-ия:

Сс.г. = 0,314+ 0,00003 Г. (4)

в) Средняя теплоемкость 1 кг водяных паров в Cal определяется из ур-ия:

п. =0,45 + 0,00005 Г, (5)

при чем вес вод. паров, образующихся при сгорании 1 кг топлива, определяется по ф-ле: G,.n. = (9Я + W) 0,01 + W. кг ; (2) в уравнениях (4) и (5) f-температура газов при входе в Д. т.

Расчет п.пощади верхнего сечения Д. т. в свету производится по ф-ле:

где W-скорость газов в м/ск при выходе (желательно 3-4 м/ск), а F. -секундный объем газов, определяемый по ф-ле:

У V в (273+ t )- 760 3 600-273-Рб.

где в-часовой расход топлива в кг, V- полный объем газов, определяемый из ф-лы (3),Рб.-барометрич. давление в мм рт.ст., t -температура газов при выходе из трубы, к-рая определяется по ф-ле:

(Г-Г)(0 ,. .с ,.)В =

-{-te-d.p.-H, (8)

где (Оп.с.-Сп.с.) - тепло, отдаваемое газами при охлаждении на 1° и отнесенное к 1 кг сояокенного топлива, определяемое из ур-ия:

В--часовой расход топлива в кг, dep.-средний диам. Д. т. в свету в дг; Я-высота Д. т. в jh; te,-темнература воздуха; х-коэфф. теплопередачи Д. т. (в Са1/л1 час-°С), принимаемый с достаточной точностью равным: 1-для кирпичной трубы, 2-для бетонной трубы (толщиной 100 мм) и 4-для железной нефутерованной. Для определения высоты Д. т., измеряемой от уровня колосниковой решетки, служит ф-ла:

где S-теоретич. тяга в мм вод. ст.. развиваемая трубою, ув.-уд. в. воздуха при 0° и

760 мм рт. ст., уг,-уд. в. газов при тех же условиях, tgp-средняя темп-ра газов. Так как Уе. y.s 1,293, то ф-ла (9) примет вид:

S= 0,465.Р,.-Н(-). (10)

Чтобы знать действительную тягу проектируемой трубы, надо, кроме учитываемых потерь от охлаждения газов, определить также потери тяги на трение и создание скорости газов в трубе, а именно:

Ьг=у)----Ы ,

ep. у ср.

гд

(И) (12)

где-/ср.-УД- в. газов (вычисляется по состоянию газов в среднем поперечном сечении трубы); wp -средняя скорость газов в том же сечении; g=9,Sl м/ск; / -коэфф., который в среднем можно принять 0,0007, при диаметре менее 0,5 м, и 0,0006-для труб большего диаметра. Т.о. действительная тяга у основания трубы

S = S-S -S. (13)

Действительная тяга проектируемой Д. т. (ф-ла 13) не д. б. менее всех сопротивлений установки. При расчете площади верхнего сечения Д. т. и ее высоты иногда пользуются и более простыми, довольно многочисленными эмпирич. ф-лами. Все эти ф-лы составлены на основании опытных данных и содержат целый ряд числовых коэфф-тов, от правильного применения к-рых и зависит точность определения размеров Д. т.; однако, пользование эмпирич. ф-лами при расчете Д. т. не рекомендуется.

После определения площади верхнего сечения Д. т. приступают к статич, .расчету, исследуя устойчивость трубы и краевые напряжения от действия ветра и веса кладки. Для определения основных величии рассматривают часть Д. т. (фиг. 5), лежащую выше сечения BBi и имеющую одинаковую толщину стенок f5. В ц. т. этого элемента S прикладывают силу давления ветра Р и силу вызываемую весом кладки, лежащей выше рассматриваемого сечения. Равнодействующую силуЕ перемещают по ее направлению до , 1 пересечения с плоскостью сечения ВВ в точке А, где ее снова разлагают на составляющие Р и Q. Силою Р обыкновенно пренебрегают, как силою, вызывающей незначительное срезывающее усилие, а но оси трубы прикладывают две взаимно уравновешивающиеся силы Q, из которых одна, направленная вниз, вызывает напряжение сжатия, а другая дает с составляющей Q


Фиг. 5.



пару сил с плечом с. Напряжение сжатия от силы Q выражается уравнением:

= + + d[) кг1м\ (14)

где:

g = 1 800 л J- /I. (5 кг и F = (D - d) дг

1 800 - вес ние изгиба:

в кг

1 лг кладки. Напряже-

<7,= ±

где: М =

2 VV

с = Р-е и W-момент сопротивления площади сечения

h D,jh2D, ,

п.т10щадь, на К-рую действует ветер, в м:

давление ветра

Р = 0,67 - к-F = l kh{D-f D)

P.e=/c-/i42Di-bX)2),

где ft; - давление ветра, принимаемое равным 150кг/.л*2 и 0,67-коэфф., принимаемый при определении силы давления ветра для круглых труб. Момент сопротивления W для кольцеобразного сечения:

л(1) - d*)

32Dj

хаким ооразом,

р-е ,32

2 = -гу-=±9,г

hh(2D,+D)D2

кг/м; (15)

D - at

двойной знак означает здесь, что максимальные напряжения являются сжимающими (+) с подветренной стороны и растягивающими (-) с наветренной стороны Д. т. Искомое сложное краевое напряжение (в кг/лС-):

Ур-ие (16) показывает, что в различных местах горизонтального сечения трубы, в зависимости от того, будет ли абсолютная величина (Ti больше, меньше или равна а, возникают напряжения на сжатие, на растяжение или же напряжения будут равны нулю. Прямая, проходящая через точки нулевых наиряжений, называется нейтральной осью N; эта ось находится в сопряжении с точкой прплоления4 эксцентричной силы Q. Кривая, описываемая точкой А, когда нейтральная ось принимает все положения, касательные к данному сечению, образует ядро сечения. Для круглых труб ядро сечения представляет собой круг, радиус которого С = 0,125. Ядро сечения есть площадь, внутри которой должна лежать точка приложения эксцентричной силы Q, если напряжения в рассматриваемом сечении д.б. только одного знака. Как только точка А выйдет за пределы ядра сечения, нейтральная ось пройдет через рассматриваемое сечение, разделив его на две части, напряженные противоположно. Для определения напряжений, возникаюпщх в поперечном сечении любого звена Д. т., ниже приводятся ф-лы, с помощью к-рых производится упро-

щенный расчет круглой Д. т. Принимая fc = 150 кг/м и пользуясь ф-лой (16), краевое напряжение в основании верхнего звена Д. т. можно выразить след. образом:

± 0,0472Х>1Я кг/см; (17)

для 2-го звена

hMDi + do) + hMD + dO ±

<>9 = ТГ.-:л

Dl - dl L

+ 0,0472 Щ K2/cjk2 ; (18)

для n-ro звена

0,.S6

- + do) + hMDz + dD +

+ ... + МпФ,г+й;,-1)±

± 0,0472 D.Hl;] кг!см\ (19)

где Dl, 1>2, X>3,...-наружные диам. у основания звеньев Д. т. в .►t, d, do, dg,...-внутренние диам. у основания звеньев, d, dj, dz...-внутренние диам. у вершин звеньев, do-диам. верхнего отверстия Д. т., - верхний наружный диаметр трубы, 8, 6, 3,...-толщины стенок по высоте звеньев, Й.2, -высоты отдельных звеньев и Hi, Яг, Нз...-высоты, считая от вершины Д. т. до рассматриваемого сечения. Введя обозначения

91 = КЧВ + do) -f ЬАФг + -f

+ K4Dz -f dO + ... + /г <5 (Д. + d,)

получим:

Объем кирпичной кладки звеньев, лежащих вьппе рассматриваемого сечения, определяется по ф-ле:

7 =1,57 21 Л13. (21)

Что касается фундамента Д. т., то его глубина заложения h определяется в каждом случае отдельно. Глубина фундамента не д. б. менее глубины промерзания грунта. Давление на грунт, вызываемое всем сооружением Д. т., при фундаменте круглого сечения определяется lio следующей ф-ле:

-S = if { К8,(В, + do) + hMD2 + dO + -1-

-fMn(At+d;-i)+0,8C7±0,0472[H (2Do+X> )+

+ 3IV (Do + DJ] 5 } кг)см, (22)

где, кроме вьппепринятьгх обозначений, D- диаметр нижнего основания фундамента в м (внутренний диам. d=0), U-объем бутовой кладки фундамента и бетонного основания. Вес 1 кладки фундамента принимается равным 2 260 кг. При расчете кирпичной Д. т. высотой до 30 м допускается напряжение на сжатие до 12 кг/см, а на растяжение-до 1,2 кг1см. Для Д. т. большей высоты это напряжение уменьшается на каждый м высоты на 0,05 кг/см; т. о., для Д. т. высотою более 54 м напряжение на растяжение не допускается. При расчете же фундамента Д. т. в плоскости соприкосновения его с грунтом напряжение на растяжение



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155