Сопротивления, обусловленные действием геометрического давления

В металлургических печах и других тепловых агрегатах встречаются с движением горячего газа, который обладает стремлением подниматься в окружающем его атмосферном воздухе из-за различия плотностей газа и воздуха. Возникающее при этом в вертикальных и наклонных каналах геометрическое давление может быть подсчитано, как это принято в металлургической теплотехнике, по формуле:

, (8.40)

в которой характеризует плотность окружающей сре­ды, а высота отсчитывается сверху вниз.

В практике работы металлургических печей могут встречаться два возможных случая действия геометричес­кого давления. Если поток газа движется вверх (рис. 8.12, а) и , то геометрическое давление способствует перемещению потока. С точки зрения сопротивлений движению газа следует рассматривать геометрическое давление в данном случае как отрицательное сопротивление, которое способствует уменьшению общих гидравлических потерь.

Рис. 8.12. Возможные случаи движения газов в металлургических печах: а – вверх; б - вниз

Если же поток газа движется вниз (рис. 8.12, б) и , то геометрическое давление пре­пятствует движению потока и потому выступает как гид­равлическое сопротивление потока.

Таким образом, геометрическое давление формирует гидравлическое сопротивление в зависимости от направ­ления движения потока горячего газа. Его величина опре­деляется вертикальным размером каналов, температурой и составом газа и не зависит от условий движения газа — скорости, попе­речных размеров канала и т. п.

При движении горячих газов горизонтально (Н = 0) или движении газов той же плотности, что и окружающая атмосфера (), в любом направлении, геометрическое давление не приводит к возникновению дополнительных положительных или отрицательных сопротивлений, так как в этих случаях оно становится равным нулю.