В передвижных сельскохозяйственных локомобилях, имеющих корот­кую трубу (около 4 м), для образования тяги в котле пользуются энергией отработавшего пара, направляя его в дымовую трубу через конус (фиг. 70). Для определения размеров конуса применим метод, разработанный акад. С. П. Сыромятниковым для паровозных котлов.

Площадь выходного сечения конуса определяется по формуле

U = jf-eM (170)

где G0 — расход пара в кг! сек;

Ue — весовая скорость выхлопного пара в кг/м[15] сек.

Расход пара в 1 сек. определяется по формуле

G° = mo кг1сек• (171)

Для конуса круглого сечения удельная полезная мощность струи, т. е. работа выталкивания газов из дымовой коробки через дымовую трубу в атмосферу, производимая 1 кг отработавшего пара в 1 сек., зависит от величины весовой скорости пара. Эта зависимость имеет следующее выражение:

гат = 0,067£/е’7 кгм/сек кг. (172)

Удельная полезная мощность струи находится по уравнению

кгм/сек кг, (173)

ио 1д. к

где G' — количество газа, протекающего через искрогаситель за 1 сек., в кг/сек;

к — газовое сопротивление котла в мм вод. ст.;

— средний удельный вес газов в дымовой коробке в кг/м2.

Количество газа G' подсчитывается по уравнению

о,_|1.г9ЗУ....+ 1-0.0П„|+^)|В кфек (174)

Удельный вес газов в дымовой коробке определяется по фор­муле (163).

По найденному значению площади выходного сечения определяется диаметр конуса:

dK=Y^M - (175)

Зная удельную полезную мощность струи пт, можно определить давление отработавшего пара перед насадкой конуса ре в ата.

Для этой цели используется зависимость удельной полезной мощ­ности струи от давления пара перед насадкой, которая для круглого сечения насадки имеет выражение

пт — 1045 (ре — I)0’8 кгм/сек кг. (176)

Для лучшего усвоения изложенного материала приводится пример

расчета конуса по методу акад. Сыромятникова.

Пример. Определить размеры конусной насадки по следующим исходным данным, взятым из примера теплового расчета котла (глава VI настоящего раздела):

Количество отработавшего пара D в кг/час................................ 245

Количество теоретически необходимого воздуха Vo в м3/кг. 2,64

Коэфициент избытка воздуха апе -.................................................. 1,67

Часовой расход топлива В в кг/час................................................. 120

Потеря от механической неполноты горения qi в °/0.................. 3

Газовое сопротивление котла &к = 28 мм вод. ст. Средняя температура потока газов в дымовой коробке

?д. к — ?пот = 476° С.

Газовое сопротивление всего газо-воздушного тракта принято на основе опытных данных, приведенных в табл. 19.

Необходимая удельная работа выталкивания отработавшего пара опреде­ляется по формуле (173 >.

Предварительно находим:

1) количество газа, проходящего через искрогаситель в секунду, по фор­муле (174)

[1,293V0ane + 1 — 0,01 (qi + Ар)] В G ЩО *— =

[1,293.2,64-1,67+ 1 -0,01 (3,0 4-1,2)] 120 [16] 2

3) удельный вес газов в дымовой коробке по формуле (163)

10 330 10330

Чд. к - 29,27 Gnom + 273) ~ 29,27 (476 + 273) ~ 0,471 Кг'М^

Получив все необходимые величины, подсчитываем по формуле (173) зна­чение удельной работы выталкивания газа:

G’ Дк _ 0,222 28

Пт~ Go ‘ 'ід. к 0,068 ‘ 0,4/1 ~ 194 кгм1секкг-

Определив потребную работу выталкивания, можем найти весовую скорость отработавшего пара в выходном сечении конуса из выражения (172)

пт = 0,067 U1/,

1,7/--— Г7/"Т94"

— V 0,067 — Г 0,067 = 108,9 кг1м2сек-

Площадь выходного сечения конуса находится по формуле (170)

= 0,000625 м*.

G0 0/68

Ue ~ 108,9

и диаметр конуса по уравнению (175) будет равен

1/4/7 -,/ 4 0,000625

dK= у — = у -------------- ^ = 0,0282 Ж яг 28 мм.

На локомобиле марки П-25 установлена конусная насадка dK = 27 мм. При этом диаметре конусной насадки определим давление отработавшего пара по уравнению (176)

Ttfji — 1045(ре — I)0'8 кгм/сек-кг,

которое после преобразования напишется как

°’8/" 194

1 + V шь= 1 + 0,1266 = 1,13 ата"

При заданном режиме работы и найденных размерах конуса разрежение Де мм вод. ст., создаваемое струей отработавшего пара в дымовой коробке, будет равно величине суммарного газо-воздушного сопротивления котла

Де = Ак.

С изменением режима работы локомобиля это равенство восстановится для новых условий, которые определяются новыми значениями: 1) расхода топлива, 2) паропроизводительности котла и 3) избытка воздуха.

Локомобилям приходится работать на различных видах местного топлива, поэтому для обеспечения наивыгоднейшей работы котла на любом виде топлива выпускаемые промышленностью передвижные локо­мобили снабжаются комплектом конусных насадок различных диаметров.