close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

6

код для вставкиСкачать
6.Расчет конвективных пучков
6.1 Расчет первого конвективного пучка
Конструктивные данные:
Расположение труб шахматное; [табл.2.9,2]
Продольный шаг труб 110мм; [табл.2.9,2]
Поперечный шаг труб 90мм; [табл.2.9,2]
Диаметр труб 51  2,5мм; [табл.2.9,2]
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания 0,41м2 ;
[табл.2.9,2]
При расчете конвективной поверхности нагрева используем уравнение
теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчет выполняем для 1 м3
сжигаемого газа при нормальных условиях.
Расчет конвективного пучка производим по формулам в соответствии с
источником [2, стр.69].
Общая площадь поверхности нагрева газоходов находим из таблицы 2.9 [2,
стр.33], м2.
H=117,69
(40)
Предварительно
принимаем
два
значения
температур
после
0
0
рассчитываемого пучка υ″=600 С и υ″=500 С. Далее весь расчет ведем для двух
принятых температур.
Определяем теплоту Qб ,кДж/м3, отданную продуктами сгорания
Qб = φ (H′–H″+ΔαH0прс),
(41)
где
φ – коэффициент сохранения теплоты;
H′ – энтальпия продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева,
3
кДж/м , определяется по таблице 4 при температуре и коэффициенте избытка
воздуха после топочной камеры;
H″ – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности
нагрева, кДж/м3;
Δα– присос воздуха в поверхность нагрева, Δα=0,05;
H0прс–энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева
воздуха, при температуре воздуха 300С, кДж/м3.
Qб1 = 0,98(20609,27–13223,40+0,05490,73)=7262,19.
Qб2 = 0,98(20609,27–10891,10+0,05490,73) =9547,84.
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
Определяем расчётную температуру потока υ, 0С, продуктов сгорания в
конвективной поверхности

'"
2
,
(42)
где υ′ – температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, 0С;
υ″ – температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева
0
С.
1 
902  600
 751.
2
2 
902  500
 701.
2
Определяем температурный напор, 0С.
Δt= - tк,
(43)
где tк – температура окружающей среды, для парового котла принимается
равной температуре кипения воды при давлении в котле
Δt1=751– 194,1=556,9
Δt2=701 – 194,1=406,9
Определяем среднюю скорость ωг, м/с, продуктов сгорания в поверхности
нагрева
Г 
Вр *VГ * (  273)
,
F * 273
(44)
где Вр – расчетный расход топлива, кг/с;
F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2;
Vг – объем продуктов сгорания на 1 м3 газообразного топлива, м3/м3;
υ – средняя расчетная температура продуктов сгорания, 0С.
 Г1 
0,15*15,426* (751 273)
 21.
0,41* 273
Г 2 
0,15*15,426* (701 273)
 20. .
0,41* 273
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией
αк, Вт/(м2·К), от
продуктов сгорания к поверхности нагрева; при поперечном омывании
коридорных пучков
αк = αн сzсsсф,
(45)
где αн – коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме рис.6.2 [2,
стр.74] при поперечном омывании шахматных пучков, Вт/(м2·К);
αн1=108.
αн2=102.
сz – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания;
определяется по номограмме рис.6.2 [2, стр.74] при поперечном омывании
шахматных пучков;
сz=0,93.
сs – поправка на компоновку пучка; определяется по номограмме рис.6.2
[2, стр.75] при поперечном омывании шахматных пучков;
сs=0,97.
сф – коэффициент, учитывающий влияние изменения физических
параметров потока; определяется по номограмме рис.6.2 [2, стр.75] при
поперечном омывании шахматных пучков.
сф1= 1,05.
сф2= 1,075.
αк1=108*0,93*1,05*1,05 = 103.
αк2=102*0,93*1,075*1,05 = 100.
Определяем степень черноты газового потока а по номограмме рис.5.6 [2,
стр.64]. Для определения степени черноты по номограмме вычисляем суммарную
оптическую толщину kps
kрs = kг*rп*p*s,
(46)
где р – давление в газоходе, МПа; для котлов без наддува принимаем
равным 0,1;
s − толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м;
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
 4 S *S

s  0,9 * d *  * 1 2 2  1
d


(47)
 4 0,11* 0,09 
s  0,9 * 0,051* 
*
 1  0,128 .
0,0512
 3,14

kг – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, ( м * мПа)1 .
 7,8  16 * rH 2O

TÊ" .Ï 



 ,
kà 
 1 1  0,37 *
 3,16 r * ð * s 
1000

Ï


(48)


7,8  16 * 0,1611
873,15 
k Г 1  
 11  0,37 *
  45,32.
1000 
 3,16 0,2564* 0,1 * 0,128 


7,8  16 * 0,171
773,15 
k Г 2  
 11  0,37 *
  39,65.
1000 
 3,16 0,2564* 0,1 * 0,128 
Kрs1= 45,32*0,2564*0,1*0,128 = 0,148.
Kрs2= 39,65*0,2564*0,1*0,128 = 0,130.
а 1 = 0,137.
а 2 = 0,121.
Определяем коэффициент теплоотдачи αл, Вт/(м2·К), учитывающий передачу
теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева
αл =αн*а*сг,
(49)
где αн – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К), определяем по номограмме на
рис.6.4 [2, стр.78];
а – степень черноты;
сг – коэффициент, определяемый по рис.6.4 [2, стр.78].
Для определения αн и коэффициента сг вычисляем температуру загрязненной
стенки tз, 0С
tз = t + ∆t,
(50)
где t – средняя температура окружающей среды, 0С; для паровых котлов
принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 0С.
tз = 194,1 + 25 = 219,1.
н1 = 75.
н2 = 55.
сг1 = 0,98.
сг2 = 0,97.
αл1 = 75*0,137*0,98 = 10.
αл2 = 115*0,12*0,97 = 6,5.
Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи α1, Вт/(м2·К), от продуктов
сгорания к поверхности нагрева
α1 = ξ *(αк+ αл),
(51)
где ξ – коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее
продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и
образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимаем равным
1.
α1600 =1(103 +10)=113.
α1500 =1(100+6,5)=106,5.
Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К)
К = α1*ψ,
(52)
где ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый из табл.6.2 [2,
стр.79] в зависимости от вида сжигаемого топлива; принимаем равным 0,9.
К1 = 113*0,9=101,7.
К2 = 106,5*0,9=95,85.
Определяем количество теплоты Qт, кДж/м3, воспринятое поверхностью
нагрева, на 1 м3 сжигаемого газа
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
QТ 
K * H * t
,
BР *103
QТ1 
101,7 * 73,56 * 556,9
 27724,7 .
0,15*103
QТ 2 
95,85* 73,56 * 506,9
 23779,74 .
0,15*103
(53)
По принятым двум значениям температуры υ′ и υ″ полученным двум
значениям Qб и Qт производим графическую интерполяцию для определения
температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Температура υ″ на
выходе из первого конвективного пучка равна 330 0С.
6.2 Расчет второго конвективного пучка
Конструктивные данные:
Расположение труб коридорное; [табл.2.9,2]
Продольный шаг труб 110мм; [табл.2.9 ,2]
Поперечный шаг труб 90мм; [табл.2.9,2 ]
Диаметр труб 51  2,5мм; [табл.2.9,2 ]
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания 0,41 м2;
[табл.2.9,2]
При расчете конвективной поверхности нагрева используем уравнение
теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчет выполняем для 1 м 3
сжигаемого газа при нормальных условиях.
Расчет конвективного пучка производим по формулам в соответствии с
источником [2, стр.69].
Общая площадь поверхности нагрева газоходов находим из таблицы 2.9 [2,
стр.33], м2.
H=117,69
Предварительно принимаем два значения температур после рассчитываемого
газохода υ″=3000С и υ″=2000С. Далее весь расчет ведем для двух принятых
температур.
Определяем теплоту Qб ,кДж/м3, отданную продуктами сгорания по формуле
Qб = φ (H′– H″+ Δαк  H0прс),
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
(54)
Лист
где
φ – коэффициент сохранения теплоты;
H′ – энтальпия продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева,
3
кДж/м , определяется по таблице 2 при температуре и коэффициенте избытка
воздуха после топочной камеры;
H″ – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности
нагрева, кДж/м3;
Δαк – присос воздуха в поверхность нагрева; Δαк=0,1
H0прс–энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева
воздуха, при температуре воздуха 300С, кДж/м3.
Qб1 = 0,98 (7037,65–6367,53+0,1490,73)=704,80.
Qб2 = 0,98 (7037,65–4197,41+0,1490,73) =2831,526.
Определяем расчётную температуру потока
конвективной поверхности по формуле

где
0
0
С;
'"
2
υ,
0
С, продуктов сгорания в
,
(55)
υ′ – температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева,
υ″ – температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева
С.
1 
330  200
 265 .
2
2 
330  300
 315.
2
Определяем температурный напор, 0С.
Δt= - tк,
(56)
где tк – температура окружающей среды, для парового котла принимается
равной температуре кипения воды при давлении в котле
Δt1=265– 194,1=70,9
Δt2=315 – 194,1=120,9
Определяем среднюю скорость ωг, м/с, продуктов сгорания в поверхности
нагрева по формуле
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
Г 
Вр *VГ * (  273)
,
F * 273
(57)
где Вр – расчетный расход топлива, кг/с;
F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2;
Vг – объем продуктов сгорания на 1 м3 газообразного топлива, м3/м3;
υ – средняя расчетная температура продуктов сгорания, 0С.
Г 1 
0,15*15,426* (365  273)
 13,2 .
0,41* 273
Г 2 
0,15*15,426* (315  273)
 12,2 .
0,41* 273
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией
αк, Вт/(м2·К), от
продуктов сгорания к поверхности нагрева; при поперечном омывании
коридорных пучков по формуле
αк = αн сzсsсф,
(58)
где αн – коэффициент теплоотдачи, определяемый по номограмме рис.6.1 [2,
стр.71] при поперечном омывании коридорных пучков, Вт/(м2·К);
αн1=80.
αн2=76.
сz – поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания;
определяется по номограмме рис.6.1 [2, стр.71] при поперечном омывании
коридорных пучков;
сz= 0,925.
сs – поправка на компоновку пучка; определяется по номограмме рис.6.1
[2, стр.71] при поперечном омывании коридорных пучков;
сs= 0,97.
сф – коэффициент, учитывающий влияние изменения физических
параметров потока; определяется по номограмме рис.6.1 [2, стр.71] при
поперечном омывании коридорных пучков.
сф1= 1,05.
сф2= 1,075.
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
α300к=80*0,97*0,925*1,05=75,36.
α 200к=76*0,97*0,925*1,075 =73,3.
Определяем степень черноты газового потока а по номограмме рис.5.6 [2,
стр.64]. Для определения степени черноты по номограмме вычисляем суммарную
оптическую толщину kps по формуле
kрs = kг*rп*p*s,
(59)
где р – давление в газоходе, МПа; для котлов без наддува принимаем
равным 0,1;
s − толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м, по
формуле
 4 S *S

s  0,9 * d *  * 1 2 2  1 ,
d


(60)
 4 0,11* 0,09 
s  0,9 * 0,051* 
*
 1  0,128 .
0,0512
 3,14

kг – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, ( м * мПа)1 , по
формуле
 7,8  16* rH 2O

T" 
kГ  
11  0,37 * 2 К .П 
 3,16 r * р * s 
1000 
П


(61)


7,8  16 * 0,171
300  273
k Г 1  
 11  0,37 *
  44,187 .
1000 
 3,16 0,2564* 0,1 * 0,128 


7,8  16 * 0,171
200  273
k2 Г  
 11  0,37 *
  46,45 .
1000 
 3,16 0,2564* 0,1 * 0,128 
kрs1=44,187*0,2564*0,1*0,128 = 0,1671.
kрs2=46,45*0,2564*0,1*0,128 = 0,1753.
а1 = 0,134.
а 2 = 0,140.
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
Определяем коэффициент теплоотдачи αл, Вт/(м2·К), учитывающий передачу
теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева по формуле
αл =αн*а*сг,
(62)
где αн – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К), определяем по номограмме на
рис.6.4 [2];
а – степень черноты;
сг – коэффициент, определяемый по рис.6.4 [2, стр.78].
Для определения αн и коэффициента сг вычисляем температуру загрязненной
стенки tз, 0С, по формуле
tз = t + ∆t,
(63)
где t – средняя температура окружающей среды, 0С; для паровых котлов
принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;
∆t – при сжигании газа принимаем равной 25 0С.
tз = 194,1 + 25 = 219,1.
н1 = 35.
н2 = 25.
сг1 = 0,98.
сг2 = 0,97.
αл1 = 35*0,134*0,98 = 4,59.
αл2 = 25*0,140*0,97 = 3,39.
Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи α1, Вт/(м2·К), от продуктов
сгорания к поверхности нагрева по формуле
α1 = ξ *(αк+ αл),
(64)
где ξ – коэффициент использования, учитывающий уменьшение
тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее
продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и
образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимаем равным
1.
α1300 =1(75,36+4,59)=80.
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
α1200 =1(73,3+3,39)=77.
Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К), по формуле
К = α1*ψ,
(65)
где ψ – коэффициент тепловой эффективности, определяемый из табл.6.2 [2,
стр.80] в зависимости от вида сжигаемого топлива; принимаем равным 0,9.
К1 =80*0,9=72.
К2= 77*0,9=69,3.
Определяем количество теплоты Qт, кДж/м3, воспринятое поверхностью
нагрева, на 1 м3 сжигаемого газа по формуле
QТ 
K * H * t
,
BР *103
(66)
72 * 44,13* 70,9
 1501,8 .
0,15*103
69,3 * 44,13*120,9
QТ 2 
 2464,9 .
0,15*103
QТ 1 
По принятым двум значениям температуры υ′ и υ″ полученным двум
значениям Qб и Qт производим графическую интерполяцию для определения
температуры продуктов сгорания после поверхности нагрева. Температура υ ″ на
выходе из второго конвективного пучка равна 230 0С.
Вып..Балук А.Н.
Пров Белобородов В.В
Изм Лист
№ докум.
БККП. 038501.000 ПЗ
Подп.
Дата
Лист
Документ
Категория
Техника
Просмотров
90
Размер файла
145 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа