Курсовая Работа по машинам и аппаратам химических производств. 1 Расчёт процесса горения топлива

• Название: 1 Расчёт процесса горения топлива
• Анкор: Курсовая Работа по машинам и аппаратам химических производств
• Дата: 19.05.2022
• Размер: 290.97 Kb.
• Имя файла: 05_Tekhnologicheskie_raschety.docx
• Тип: Реферат; #538639
• страница: 6 из 8

6 Расчёт конвекционной камеры

Поверхность нагрева конвекционных труб определяется по формуле:

,

где – количество тепла, передаваемого сырью в конвекционных трубах, Вт;

– коэффициент теплопередачи в конвекционной камере печи, Вт/(м²·К); – средний температурный напор, К.

Количество тепла, передаваемого сырью в конвекционных трубах:



Коэффициент теплопередачи в конвекционной камере вычисляется по формуле:

,

где и – коэффициенты теплоотдачи соответственно конвекцией от дымовых газов к трубам и излучением от трёхатомных газов к трубам, Вт/(м²·К).

Коэффициент определим по формуле [10], из которой:

,

где – постоянная, для шахматного пучка труб, равная 0,33;

= 0,96 – коэффициент, зависящий от числа рядов труб в пучке (предполагаемое число рядов - 6) [10];

– коэффициент теплопроводности дымовых газов, Вт/(м·К).

Критерии и в формуле вычисляются при средней температуре дымовых газов в камере конвекции (определяющий размер – наружный диаметр труб). Скорость газов рассчитывается для самого узкого сечения пучка.

В камере конвекции устанавливаются трубы с полезной длиной =15,8 м, наружным диаметром = 152 мм и толщиной стенки 8 мм. В каждой секции размещается змеевик для четырёх потоков сырья. В одном горизонтальном ряду установлено в шахматном порядке 12 труб с шагом [7]:

.

Найдём наименьшую площадь свободного сечения для прохода дымовых газов. Согласно данной конструкции, она будет равна:

,

где – число труб в одном горизонтальном ряду.

Определим линейную скорость дымовых газов в самом узком сечении пучка по формуле:

,

где = 0,5·( + ) = 0,5·(930+736) = 833 К – средняя температура дымовых газов в камере конвекции;

– температура уходящих дымовых газов из камеры конвекции в пароперегреватель, К;

– число параллельно работающих камер.

Тогда

.

Для определения критериев и нужно вычислить для дымовых газов при = 833 К = 560 °С кинематическую вязкость, плотность, теплоёмкость и коэффициент теплопроводности.

Коэффициент динамической вязкости найдём по формуле:

,

где , – молекулярная масса и динамическая вязкость дымовых газов; – молекулярные массы компонентов дымовых газов;

– динамические вязкости компонентов дымовых газов [10];

– объёмные доли компонентов дымовых газов в смеси.

Все расчёты сведены в табл. 5.

.

Плотность дымовых газов:

.

_{Коэффициент теплопроводности дымовых газов найдём по формуле [16]:}

,

где – коэффициент теплопроводности компонентов дымовых газов [16].

.

Теплоёмкость дымовых газов:

,

где – теплоёмкости компонентов дымовых газов [10];

– массовые доли компонентов в дымовых газах.

.
Таблица 5 – Расчёт параметров дымовых газов в конвекционной камере

Компоненты дымовых газов		, кг/кг топлива	, массовая доля	, м3/кг топлива	, объёмная доля		, Па·с		, Вт/(м·К)	, Вт/(м·К)	, кДж/(кг·К)	, кДж/(кг·К)
СО2	44	2,98	0,157	1,517	0,101	4,446	0,035	127,0205	0,059067	0,0060	1,179066	0,185015
Н2О	18	1,677	0,088	2,087	0,139	2,502	0,0286	87,546	0,076305	0,0106	2,175448	0,192103
О2	32	0,531	0,028	0,372	0,025	0,793	0,0422	18,77925	0,064914	0,0016	1,06007	0,02964
N2	28	13,793	0,726	11,034	0,735	20,578	0,0355	579,3242	0,058394	0,0429	1,129624	0,820436
SО2	64	0,01	0,0005	0,004	0,0003	0,017	0,0335	0,508674	0,033686	0,000008	0,818726	0,000431
Сумма		18,991		15,014		28,335		813,1786		0,06111		1,227625

Находим значения критериев:

,

.

После подстановки всех величин в формулу для вычисления получим:

.

Коэффициент теплоотдачи излучением от трёхатомных газов [7]:

,

где

.

Тогда

.

Коэффициент теплопередачи в конвекционной камере будет равен:

.

В конвекционной камере печи теплопередача от дымовых газов к сырью в трубах осуществляется при смешанно-перекрёстном токе с индексом противоточности, равным единице [8]. Средний температурный напор:






Таким образом, поверхность нагрева конвекционных труб печи:

.

Тогда для одной секции:

.

Определим требуемое число труб в конвекционной камере:

.

Учитывая особенности конструкции змеевика и число параллельных потоков сырья, принимаем число труб = 48, т.е. в каждой секции:

.

Число горизонтальных рядов труб в каждой секции:

,

где – число труб в одном горизонтальном ряду.