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: 7 из 8

7 Расчёт потерь напора в газовом тракте печи

Общие потери напора по газовому тракту печи, или величина тяги дымовой трубы, рассчитывается по формуле:

,

где – величина разряжения в камерах радиации (принимаем по данным установки = 186·2 = 372 Па);

– потери напора в конвекционных пучках труб, Па;

– потери напора в дымовой трубе, Па.

Потери напора в конвекционном пучке труб [12]:

,

где – критерий Эйлера:

;

– плотность дымовых газов при средней температуре газов в конвекционной камере, кг/м³;

– линейная скорость дымовых газов в наиболее узком сечении пучка;

– коэффициент, зависящий от угла атаки (угол между осью трубы и направлением потока газов, в нашем случае равен 90°) [12];

– число рядов труб в пучке в направлении потока газов;

– критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса и плотность дымовых газов в формулах вычисляются при средней температуре дымовых газов в камере конвекции и пароперегревателе (определяющий размер – наружный диаметр труб). Скорость газов рассчитывается для самого узкого сечения пучка, т.е. для пароперегревателя.

Линейная скорость дымовых газов в самом узком сечении пучка:

,

где = 0,5·( + ) = 0,5·(930+696) = 813 К – средняя температура дымовых газов в камере конвекции и пароперегревателе; – температура на перевале, К; – температура уходящих дымовых газов из печи, К.

Тогда

.

Для определения критерия и плотности нужно вычислить для дымовых газов при = 813 К = 540 °С динамическую вязкость.

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. 6.

.

Плотность дымовых газов:

.

Таблица 6 – Параметры дымовых газов

Компоненты дымовых газов		, кг/кг топлива	, массовая доля	, м3/кг топлива	, объёмная доля		, Па·с
СО2	44	2,98	0,157	1,517	0,101	4,446	0,0344	129,236
Н2О	18	1,677	0,088	2,087	0,139	2,502	0,0279	89,67974
О2	32	0,531	0,028	0,372	0,025	0,793	0,0416	19,05913
N2	28	13,793	0,726	11,034	0,735	20,578	0,035	587,9313
SО2	64	0,01	0,0005	0,004	0,0003	0,017	0,0328	0,51984
Сумма		18,991		15,014		28,335		826,4259

Находим значения критериев:

,

Находим потери напора в конвекционных пучках труб:



Потери напора в дымовой трубе:

,

где – потери напора при входе газов в трубу и выходе из неё, Па;

– потери напора на трение при движении газов в трубе, Па.

Секундное количество продуктов сгорания:

.

Предварительно рассчитаем диаметр дымовой трубы:

,

где – массовая скорость газов на входе в дымовую трубу, кг/(м²·с).

Величину найдём по формуле:

,

где – линейная скорость газов на входе в дымовую трубу (принимается равной 4 м/с);

– плотность газов при их температуре входа в дымовую трубу , кг/м³.

Примем температуру на 30 К ниже :

.

Тогда



и

.

Подставив в формулу найденные выше числовые значения, получим:

.

Примем = 3 м.

Потери напора при входе газов в трубу и выходе из неё определим по формуле:

,

где , – коэффициенты местных сопротивлений;

– массовая скорость газов при их средней температуре в трубе, кг/(м²·с);

– плотность газов при их средней температуре в трубе, кг/м³.

Из таблицы [6] найдём: = 0,3, = 1.

Примем температуру газов на выходе из дымовой трубы = 636 К, имея в виду потери тепла поверхностью трубы в окружающую среду (5%).

Тогда средняя температура газов в трубе будет равна:

.

Плотность газов при этой температуре:

.

Массовая скорость газов в трубе:

.

Тогда

.

Потери напора на трение при движении газов в дымовой трубе:

,

где – коэффициент гидравлического сопротивления;

– высота дымовой трубы, м.

Определим по формуле Якимова:

,

где – коэффициент [6].

В нашем случае:

.

Предварительно приняв высоту трубы = 50 м, получим:

.

Таким образом:

.

Общая потеря напора по газовому тракту печи, или величина тяги дымовой трубы:

.

Проверим высоту дымовой трубы:

,

где – температура окружающего воздуха, К;

– средняя температура дымовых газов в трубе, равная 651 К.

.

Полученное значение отличается от ранее принятого на 2%, поэтому пересчёта делать не следует. Принимаем высоту дымовой трубы равной 50 м.