6. Тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева.
Таблица 6. Тепловой расчёт ширмовой поверхности нагрева
Наименование
| Обозначение
| Размерность
| Формула
| Расчёт первой точки
| Расчёт второй точки
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| Температура газов на входе
| ’
| 0C
| '=т’’
| 1240
| Температура газов на выходе
| ’’
| 0C
| ’’= ’-∆
| ∆=100; ’’=1140
| ∆=200; ’’=1040
| Энтальпия газов на входе
| Н’
| кДж/м3
| Н’=Hт’’
| 23143,8
| Энтальпия газов на выходе
| Н’’
| кДж/м3
| По таблице энтальпий
по ’’
| 21896,3
| 19689,1
| Тепловосприятие по балансу
|
| кДж/м3
|
| 0,995∙(23143,8-21896,3)= 1247,5
| 0,995∙(23143,8-19689,1)=3436,5
| Поперечный шаг между ширмами
| S1
| м
| из чертежа
| 0,5
| Продольный шаг между ширмами
| S2
| м
| из чертежа
| 0,04
| Диаметр труб ширмы
| d
| м
| из чертежа
| 0,038
| Число ширм
| z1
| шт
| d/S1-1
| 12,68/0,5-1=24
| Угловой коэффициент
| x
| -
| По номограмме 1 /1/ по S2/d
| , а значит x=0,99
| Плоская поверхность ширм
| Fплш
| м2
| Aш·lш,
где A=0,97м, l=5,57м
| 0,97·5,57=5,39
| Расчётная конвективная поверхность ширм
|
Fш
|
м2
|
2 · Fплш · x · z1
|
| Продолжение таблицы 6.
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| Коэффициент учитывающий теплообмен между топкой и ширмой
| β
| -
| По рисунку 6.4 /1/ по т’’=1240°С и виду топлива
| 0,50
| Удельная лучистая тепловая нагрузка ширм
|
| кВт/м2
|
|
| Лучевоспринимающая поверхность на входе
| Нлвх
| м2
| т
| 6,44·12,68=81,63
| Теплота излучения входящая в ширмы
|
| кДж/м3
|
|
| Толщина излучающего слоя в ширмах
| S
| м
| S= , где
A=0,968м , B=5,57м, С=0,5м
|
| Средняя температура газа
| ср
| 0С
| ’’ + ’
2
|
|
| Коэффициент поглощения трехатомными газами
| Кг
|
| По номограмме 3 /1/ по rH2O=0,1635,
P·rп·S=0,1·0,2526·0,56=0,014, ср
| 10
| 11
| Степень черноты газов
| аг
| -
| По номограмме 2 /1/ по KPS=Kг·rп·Р·S, где S – толщина излучающего слоя в ширмах
| KPS=0,1414
аг=0,1319253
| KPS=0,1369
аг=0,130306
| Угловой коэффициент в ширмах
| φш
| -
|
|
| Лучевоспринимающая поверхность на выходе из ширм
| Нлвых
| м2
| lвых · dт (по рисунку 3)
| 6,78 ∙12,68=85,93
| Продолжение таблицы 6.
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| Поправочный коэффициент, учитывающий расход топлива
| ξ
| -
| Согласно /1/ для газов
| 0,7
| Теплота излучения выходящая из ширм
| Qлвых
| кДж/м3
|
|
|
| Тепловосприятие ширм излучением
| Qшл
| кДж/м3
|
| 1199,301-359,66=839,64
| 1199,301-321,1939=878,641
| Тепловосприятие поверхности
| Qб
| кДж/м3
|
| 0,995∙(23143,8-21896,3)= 1247,5
| 0,995∙(23143,8-19689,1)=3436,5
| Энтальпия пара на входе в ширму
| hш’
| кДж/м3
| По h4 из раздела 7.1
| 2662,29
| Температура на входе в ширму
| t’ш
| 0С
| По t4 из раздела 7.1
| 346,349
| Энтальпия пара на выходе из ширмы
| hш’’
| кДж/кг
|
|
|
| Температура пара на выходе
| t’’ш
| 0С
| По /3/ Р3=14,933 мПа
и по hш’’
| 351,2
| 375,9
| Большая разность температур
| Δtб
|
| ’- t’’ш
| 1240-351,2=888,8
| 1240-375,9=864,1
| Меньшая разность температур
| Δtм
|
| ”- t’ш
| 1140-346=794
| 1040-346=694
| Средний температурный напор
| ∆t
| 0С
| (Δtб + Δtм)/2
| (888,8+794)/2=841,23
| (864,1+694)/2=778,83
|
Коэффициент загрязнения
|
ε
|
м2·К
Вт
|
По рисунку 6.5 /1/
|
0
| Проходное сечение для газов
| fг
| м2
| (fг`+ fг”)/2,
где fг’=l·dт-z1·d·l=
=5,566·12,68-24·0,038·5,56= =65,428 м2,
fг”= a·dт-z1·d·a=
=2,66·12,68-24·0,038·2,66= =31,29 м2
| (65,428+31,29)/2=48,36
| Средняя скорость газов в ширме
| Wг
| м/с
|
|
|
| Коэффициент использования поверхности нагрева
|
| -
| По рисунку 6.5 /1/ по Wг
| 0,85
| 0,85
| Номограммное значение αк
| αн
| Вт _
м2·К
| По номограмме 5 /1/ по Wг
и по d=38 мм
| 82
| 81
| Поправка, учитывающая число рядов в ширме
| Сz
| -
|
По
| 1
| Поправка, учитывающая шаги
| Сs
| -
| По номограмме 5 /1/
1=13,2
2=1,05
| 0,6
| Поправка на фракционный состав топлива
| Сф
| -
| По номограмме 5 /1/ по rH20=0,192 и по ср
| 0,98
| 0,99
| Коэффициент теплопередачи с конвекцией
| αк
| Вт _
м2·К
|
|
|
| Средняя температура пара
| tср
| 0С
| t’+t’’
2
|
|
| Температура загрязнённой стенки
| tз
| 0С
| tср+25
| 348,7+25=373,6
| 361,17+25=386,17
| Номограммное значение αл
| αн
| Вт _
м2·К
| По номограмме 6 /1/ по ср и tз
| 260
| 220
| Поправка учитывающая запылённость потока газов
| Сг
| -
| По номограмме 6 /1/ по ср
tст
| 0,985
| 0,985
| Коэффициент теплоотдачи излучением
| αл
| Вт _
м2·К
|
|
|
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
| α1
| Вт _
м2·К
|
|
|
| Число труб в ширме по ходу газа
| z2
| шт
|
|
| Проходное сечение ширм
| fп
| м2
| ,
dвн=0,028м
|
| Средний удельный объём пара
|
| м3/кг
| По /3/ по Рср=14,625 и tср
| 0,01174
| 0,01285
| Скорость пара
| Wп
| м/с
|
|
|
| Номограммное значение α2
| αн
| Вт _
м2·К
| По номограмме 7 /1/по Рср=14,625МПа, tср, Wп
| 2400
| 2650
| Поправка на диаметр
| Cd
| -
| По номограмме 7 /1/ по dвн=2,8 мм
| 1
| Коэффициент теплоотдачи от стенки пару
| α2
| Вт _
м2·К
|
| 2400∙1 =2400
| 2650∙1=2650
|
Коэффициент теплопередачи
| К
| -
|
|
|
| Количество теплоты, переданное ширмам с конвекцией
|
| кДж
кг
|
|
|
| Уточнённое
|
| кДж
кг
|
|
|
| Уточнённое значение температуры газов за ширмой
| ”
| 0C
| По расчету
| 1040
| Уточнённое значение энтальпия газов на выходе из ширмы
| Н”
| кДж/м3
| по таблице энтальпий
| 19689,1
|
|