1. Тепловой расчет

1.1. Расчет геометрических характеристик экономайзера

Живое сечения для потока воды

.

Ширину газохода в свету для сечения нормального направлению потока газа для экономайзера ЦККБ принимаем А=1,845 м.

Глубина газохода в свету для сечения нормального направлению потока газа

.

Коэффициент загромождения определяется по геометрическим размерам оребренных труб для одного шага по фронту потока и между ребрами

.

Живое сечение для потока газа

f_г = K_зAB =0,3611,4881,845=0,991 м².

Для прямого кольцевого ребра полная поверхность ребра

.

Коэффициент оребрения поверхности экономайзера

.

Активная длина труб

L_а = mnA=6121,845=132,84м.

Поверхность теплообмена со стороны воды

F_в = d₁L_а=3,140,1132,84=41,7 6м².

При известной поверхности теплообмена со стороны воды и рассчитанном коэффициенте оребрения поверхность теплообмена со стороны газа

F_г =  F_в=10,241,7=426,444 м².

1.2. Расчет коэффициентов теплоотдачи

Предварительно принимаем температуру газа на выходе из экономайзера = 150C.

Средняя температура газов

t_г = 0,5(+)=0,5(150+450)=300C.

Массовый расход газа

_г0 (по ) = 0,491 {табл. П.5}

M_г = w_г0f_г _г0=110,9910,491=5,35 м/с.

Тепловой поток, передаваемый от газа воде

C_pmг (по =300) = 1,122 {табл. П.5}

Q_б = M_гC_pmг (–)=5,351,122(450-150)=1800,81 кВт.

Температура воды на выходе из экономайзера

(по ) = 4,187{табл. П.5}

М_в=17 т/час = 4,72 кг/с

.

Средняя температура воды

t_в = 0,5 (+)=0,5(70+161,1)=115,55 ^оС.

Уточнив теплоемкость воды по средней температуре воды, пересчитываем температура воды на выходе из экономайзера

(по= 115,55) = 4,24 {табл. П.4}

.

Средняя температура воды

t_в = 0,5 (+)=0,5(70+159,9)=114,95 ^оС.

Так как расхождении с первым приближением не более 5⁰C для дальнейшего расчёта принимаем t_в=114,95 ^оС.

Учитывая, что интенсивность теплообмена со стороны воды примерно в 10 раз выше, чем со стороны газа, даже с учетом оребрения последней, можно принять среднюю температуру стенки трубы

=(10114,95+300)/11=131,77 ^оС.

Средняя скорость воды из уравнения неразрывности.

(по =114,95 ) = 947,1 {табл. П.4}

;

Вычисляем критерий Рейнольдса

(по =114,95 ) = 0,261 {табл. П.4}

Re_ж,d = =0,630,110⁶/0,261=241379,31

Рассчитываем критерий Нуссельта

(по =114,95 ) = 1,536 {табл. П.4}

(по t_ст =131,77 ) = 1,334 {табл. П.4}

Коэффициент теплоотдачи

(по t_{в ср.} = 114,95 ) = 0,6855

.

Средняя скорость газа из уравнения неразрывности

Вычисляем критерий Рейнольдса

Re_ж,t = =8,75 0,02510⁶/45,81=4775.

Рассчитываем критерий Нуссельта

Коэффициент теплоотдачи

(по = 300) = 0,0484

.

Эффективная степень черноты стенки

_ст.эф =.

Излучающий газовый объем

V = (S₁S₂ – )(t –2) + 2(S₁S₂ – )=(0,2480,288- -3,140,12²/4)(0,025-0,008)+0,008(0,2480,288-3,140,24²/4)=0,00102 м³.

Лучевоспринимающая поверхность

F = d₂(t – 2) + f_р=3,140,12(0,025-0,008)+0,0739=0,08021 м².

Эффективная длина пути луча

l_эф = 3,6 .

Степень черноты газов

при

.

Поглощательная способность газа

Плотность теплового потока излучением от газа к стенке трубки

q_л = _ст.эфC₀

Коэффициент теплоотдачи для лучистого теплообмена

_2л = .

Суммарный коэффициент теплоотдачи

₂ = _2к + _2л =32,99+1,52=34,51 Вт/(м²К).