- •Контрольная работа
- •Задание на контрольную работу
- •Содержание
- •1 Расчет топочной камеры
- •1.1 Определение геометрических характеристик топок
- •1.2 Расчет однокамерной топки
- •2 Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •2.1 Расчет конвективных пучков котла
- •2.2 Расчет водяного экономайзера
- •Список использованных источников
2 Расчет конвективных поверхностей нагрева
2.1 Расчет конвективных пучков котла
Площадь поверхности нагрева, расположенная в рассчитываемом газоходе, принимается по [2] м2.
Площадь живого сечения, м2, для прохода продуктов сгорания при поперечном омывании гладких труб
, (2.1.1)
где и– размеры газохода в расчетных сечениях, м, по [2];
– длина труб (при изогнутых трубах – длина проекции труб), м, по [2];
– наружный диаметр труб, м, по [2];
– число труб в ряду, по [2];
м2.
Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после конвективной поверхности нагрева: и. В дальнейшем весь расчет ведем для двух предварительно принятых температур.
Определяется теплота, отданная продуктами сгорания (кДж/кг или кДж/м3),
, (2.1.2)
где – коэффициент сохранения теплоты;
– энтальпия продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, определяется по таблице 2.5 расчетной работы №1 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности;– энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по таблице 2.5 расчетной работы №1 при двух предварительно принятых температурах после конвективной поверхности нагрева;
– присос воздуха в конвективную поверхность нагрева;
– энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха°С.
Для
кДж/м3.
Для
кДж/м3.
Вычисляем расчетную температуру потока продуктов сгорания, °С, в конвективном газоходе
, (2.1.3)
где и– температура продуктов сгорания на входе в поверхность и на выходе из нее.
Для
°С.
Для
°С.
Определяем температурный напор, °С,
, (2.1.4)
где – температура охлаждающей среды, для парового котла принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле, °С.
Для
°С.
Для
°С.
Подсчитывается средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с,
, (2.1.5)
где – расчетный расход топлива, м3/с;
– площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (п. 1), м2;
– объем продуктов сгорания по таблице 2.3 расчетной работы №1, м3/м3.
Для
м/с.
Для
м/с.
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании коридорных пучков, Вт/(м2К),
, (2.1.6)
где – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К), определяемый по номограмме 5.1 [1] при поперечном омывании коридорных пучков;
– поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, определяется по номограмме 5.1 [1] при поперечном омывании коридорных пучков;
– поправка на компоновку пучка, определяется по номограмме 5.1 [1] при поперечном омывании коридорных пучков;
– коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока, определяется по номограмме 5.1 [1] при поперечном омывании коридорных пучков.
По [2] определяем поперечный шаг труб м (в поперечном направлении по отношению к потоку); продольный шаг трубм (в продольном направлении по отношению к потоку); относительный поперечный шаги относительный продольный шаг.
Для
Вт/(м2К).
Для
Вт/(м2К).
Вычисляем степень черноты газового потока по номограмме 4.5 [1]. При этом необходимо вычислить суммарную оптическую толщину
, (2.1.7)
где – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами, определяется по (1.2.6);
– коэффициент ослабления лучей золовыми частицами, при сжигании жидкого топлива и газа принимается;
– концентрация золовых частиц;
– давление в газоходе, для котлоагрегатов без наддува принимается равным 0,1 МПа.
Толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м,
. (2.1.8)
м.
Для
(мМПа)-1.
.
Степень черноты газового потока .
Для
(мМПа)-1.
.
Степень черноты газового потока .
Определяем коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева, Вт/(м2К). Для незапыленного потока (при сжигании жидкого и газообразного топлива)
, (2.1.9)
где – коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме 5.4 [1];
– степень черноты газового потока;
– коэффициент, определяется по рисунку 5.4 [1].
Для определения и коэффициентавычисляем температуру загрязненной стенки, °С,
, (2.1.10)
где – средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при давлении в котле;
– при сжигании жидких топлив принимается равной 60°С, при сжигании газа 25°С.
°С.
Для
Вт/(м2К).
Для
Вт/(м2К).
Подсчитываем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/(м2К),
, (2.1.11)
где – коэффициент использования, учитывающей уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания ее продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо нее и образования застойных зон; для поперечно омываемых пучков принимается.
Для
Вт/(м2К).
Для
Вт/(м2К).
Вычисляется коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К),
, (2.1.12)
где – коэффициент тепловой эффективности, определяемый из таблицы 5.1 [1] в зависимости от вида сжигаемого топлива.
Для
Вт/(м2К).
Для
Вт/(м2К).
Определяем температурный напор для испарительной конвективной поверхности нагрева, °С, по формуле
, (2.1.13)
где – температура насыщения при давлении в паровом котле, определяется из таблиц для насыщенных водяных паров, °С.
Для
°С.
Для
°С.
Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева на, кДж/м3, по формуле
. (2.1.14)
Для
кДж/м3.
Для
кДж/м3.
Действительная температура на выходе из конвективной поверхности нагрева, °С, определяется по формуле
. (2.1.15)
°С.