- •Трубчатые печи (конструкции, выбор, технологический расчет)
- •Трубчатые печи (конструкции, выбор, технологический расчет)
- •Основные обозначения
- •1 Назначение трубчатых печей
- •2 Классификация трубчатых печей
- •2.1 Основы классификации трубчатых печей
- •2.2 Печи конвективного типа
- •2.3 Печи радиантно-конвективного типа
- •2.4 Печи радиантного типа
- •3 Условное обозначение трубчатых печей
- •Условное обозначение типовых трубчатых печей приведено в
- •4 Элементы конструкций трубчатых печей
- •4.1 Змеевик трубчатых печей
- •4.2 Топливно-сжигающие устройства трубчатых печей
- •4.3 Гарнитура трубчатых печей
- •4.4 Каркасы и обмуровка трубчатых печей
- •5 Фундаменты печей
- •6 Газоходы
- •7 Дымовые шиберы
- •8 Дымовые трубы
- •9 Основные показатели работы трубчатых печей
- •10 Процесс горения топлива
- •11 Лучистый теплообмен в радиантной камере
- •Теперь уравнение (11.10) можно представить в виде
- •12 Технологический расчет нагревательной печи пламенного горения
- •12.1 Теплопроизводительность печи (полезная тепловая мощность)
- •12.2 Расчет процесса горения
- •12.3 Коэффициент полезного действия печи и топки. Расход топлива
- •12.4 Выбор конструкции печи, размеров труб и ретурбендов
- •12.5 Расчет радиантной камеры
- •12.6 Расчет конвективной камеры
- •12.7 Гидравлический расчет змеевика
- •12.8 Расчет газоходов
- •12.9 Газовое сопротивление и тяга в трубчатой печи
- •Приложение а Рисунки и таблицы
- •Приложение б Типы и техническая характеристика трубчатых печей
- •1 Печи типа гс1
- •2 Печь типа гн2
- •3 Печи типа а2б2 Печь – узкокамерная с верхним отводом дымовых газов, центральным, горизонтальным экраном и излучающими стенами из беспламенных панельных горелок.
- •4 Печи типа а2в2
- •5 Печи типа вс
- •6 Печи типа сс
- •7 Печи типа цс1 и цс΄1
- •Печь типа цс΄1 отличается от печи типа цс1 тем, что горелка установлена не в центре, а смещена в сторону входа продукта.
- •8 Печи типа цд4
- •9 Печи типа кс1 и кс΄1
- •10 Печи типа кд4
- •Содержание
12.6 Расчет конвективной камеры
Расчет конвективной камеры сводится либо к определению необходимой поверхности нагрева (при проектировании печи), либо (в случае если геометрия и размеры печи известны) к определению, способна ли данная конструкция обеспечить требуемую поверхность теплообмена, т.е. проверочному расчету.
12.6.1 Уточненная тепловая нагрузка камеры конвекции, кВт ,
. (12.66)
12.6.2 Энтальпия жидкости на выходе из конвективной камеры
. (12.67)
По таблице А1.1 приложения А уточняют температуру сырья на выходе из камеры (Тр).
12.6.3 Предварительное значение поверхности конвективных труб (для случая проектирования печи)
, (12.68)
где qK - теплонапряженность конвективных труб, qK = 8…17.5 кВт/м2.
Необходимое количество труб в конвективной камере
, (12.69)
где l - полезная длина конвективной трубы, м
dН - наружный диаметр конвективной трубы (п.12.4).
12.6.4 Конструирование камеры конвекции
l Если размеры камеры конвекции не известны, то принимают число труб (смотри пункт 12.5.11 расчета) в ряду, определяют число рядов и, приняв расстояние между осями труб в горизонтальном ряду S1, равное 1,5:1,7:2,0d (в зависимости от размеров двойников) и расстояние между осями труб в вертикальном ряду S2=0.866S1 при шахматном расположении труб, определяют ширину аК=l4 (см. рисунок 12.2) и высоту hK камеры конвекции:
, (12.70)
,
где n1 - число труб в ряду;
n2 – число рядов труб;
S1/2-расстояние от кладки до осей крайних труб;
S3 - расстояние от нижней части конвективной камеры до оси первого ряда
труб. Принимают S3=0,25 м.
2 Если размеры камеры конвекции известны (печь выбрана по каталогу),то выбирают расстояние между трубами, чтобы обеспечить нужную поверхность теплообмена. При выборе числа труб в ряду и расстояния между ними необходимо, чтобы скорость дымовых газов в самом узком сечении межтрубного пространства равнялась 10…12 м/с [6, с 166].
12.6.5 Свободное сечение для прохода дымовых газов, м²;
(12.71)
12.6.6 Массовая скорость дымовых газов в свободном сечении камеры, кг/(м2 с),
, (12.72)
где -среднее количество продуктов горения 1 кг топлива в конвективной камере, кг/кг (см. пункт 12.2.4).
12.6.7 При шахматном расположении труб коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, Вт/(м2К) находится по формуле Литвинова:
, (12.73)
где С=1+(0,1S1/dH);
Е- величина, зависящая от средней температуры дымовых газов в
конвекционной камере ()(таблица 12.6);
n- показатель степени;
εm- поправка, значения которой приведены в таблице 12.7.
Таблица 12.6-Зависимость величины Е от средней температуры дымовых
газов Тср
Тср, К |
Е |
Тср, К |
Е |
373 473 573 |
11,4 17,4 19,2 |
773 973 1173 |
21,4 23,5 24,6 |
Таблица 12.7 – Значения поправки εm и показателя n
Число рядов труб в конвективной камере |
Значения m и n при различном расположении труб | |||
коридорное |
шахматное | |||
n |
εm |
n |
εm | |
1 2 3 4 |
0.60 0.65 0.65 0.65 |
0.150 0.138 0.138 0.138 |
0.60 0.60 0.60 0.60 |
0.150 0.200 0.255 0.255 |
12.6.8 Коэффициент теплоотдачи излучением от дымовых газов, Вт/(м2К) рассчитывается по формуле Нельсона
, (12.74)
где Тср – средняя температура дымовых газов в конвективной камере.
12.6.9 Коэффициент теплоотдачи излучением от стенок конвективной камеры принимают равным 0,1(К+Л).
Тогда коэффициент теплопередачи
Вт/(м2К) . (12.75)
12.6.10 Средний температурный напор в конвективной камере определяется по схеме противотока, т.к. при количестве рядов труб более трёх; смешанно-перекрёстный противоток можно приравнять к чистому противотоку:
ТП Тух
(12.76)
12.6.11 Необходимая поверхность нагрева, м,
. (12.77)
12.6.12 Уточняют теплонапряженность поверхности нагрева конвективных труб и размеры камеры конвекции
,кВт/м2 . (12.78)