нагревательные печи. Курсовой проект
![]()
|
, (56) где S2 - расстояние между горизонтальными рядами труб: ![]() ![]() Рассчитаем среднюю теплонапряженность конвекционных труб: ![]() Принципиальная схема расположения труб в камере конвекции представлена на рисунке 7. Выводы: ) рассчитали поверхность нагрева конвекционных труб, получив следующий результат: Нк = 774,078 м2; ) определили значение средней теплонапряженности конвекционных труб, оно составило Qнк = 11092,145 Вт/м2, что ниже допустимого значения (13956 Вт/м2). .7 Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи Целью данного этапа является, расчет общего гидравлического сопротивления змеевика печи или давления на входе в змеевике. Давление сырья на входе в печь складывается из следующих составляющих: ![]() где Рк, DРи, DРн, DРк, DРст. - соответственно давление сырья на выходе из змеевика печи; потери напора: на участке испарения, на участке нагрева радиантных труб, в конвекционных трубах; статический напор. Значение Рк известно из исходных данных: Рк = 2,2 ата = 2,2×101325 Па = 0,222915 МПа. Остальные слагаемые необходимо рассчитать. Расчет начинается с определения потерь напора на участке испарения: ![]() где Рн - давление в начале участка испарения, которое, в свою очередь, рассчитывается методом последовательного приближения (метод итераций), используя уравнение Бакланова: ![]() где А и В-расчетные коэффициенты: ![]() ![]() где l - коэффициент гидравлического сопротивления (для атмосферных печей l = 0,02¸0,024 [2, с. 56]), принимаем l= 0,02; L1 - секундный расход сырья по одному потоку, кг/с; ![]() dвн - внутренний диаметр труб, м; е - доля отгона сырья на выходе из змеевика; rп - средняя плотность паров при давлении 9,1 Па (при нагреве нефти 1/rп = 3500). ![]() Рассчитаем длину участка испарения: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рассчитаем эквивалентную длину радиантных труб: ![]() где lр= 15,5 м - рабочая длина одной трубы; lэ - эквивалентная длина печного двойника (ретурбента), зависящая от наружного диаметра трубы d: ![]() nр - число радиантных труб, приходящихся на один поток: ![]() где n = 2 - число потоков; Nр - общее число радиантных труб: ![]() ![]() ![]() Начинаем расчет давления в начале участка испарения Рн методом итераций. Предварительно задаемся значением Рн, принимаем Рн = 10,5 ата = 1,05 МПа, и по зависимости Рн = f(tн) [2, с. 8] находим температуру начала испарения продукта tн, соответствующую этому давлению: tн = 280 0С. Теплосодержание сырья при температуре начала испарения: ![]() ![]() Длина участка испарения: ![]() Средняя температура продукта на участке испарения: ![]() Его плотность при этой температуре: ![]() Расчетные коэффициенты: ![]() ![]() Давление в начале участка испарения: ![]() ![]() Так как рассчитанное Рн не совпадает со значением, принятым ранее, то расчет необходимо повторить, задавшись Рн(зад.) = ![]() Результаты дальнейших расчетов представим в виде таблицы. Таблица 9- Итерационный расчет давления в начале участка испарения
Теперь можем рассчитать потери напора на участке испарения: ![]() Далее рассчитываем потери напора на участке нагрева радиантных труб: ![]() гдеl2 - коэффициент гидравлического сопротивления для участка нагрева; принимаем l2 = 0,035 [1, с. 483]; lн - эквивалентная длина участка нагрева радиантных труб по одному потоку: ![]() rж.н. - плотность продукта при средней температуре (tср.н.) на участке нагрева радиантных труб: ![]() ![]() U - массовая скорость продукта в радиантных и в конвекционных трубах (в случае одинакового размера труб) на один поток: ![]() ![]() Рассчитываем потери напора в конвекционных трубах для одного потока: ![]() где Uк - массовая скорость продукта в конвекционных трубах: Uк = U = ![]() rж.к. - плотность продукта при средней температуре в конвекционных трубах: ![]() ![]() lк - эквивалентная длина конвекционных труб: ![]() где nк - число конвекционных труб в одном потоке: ![]() ![]() ![]() Статический напор в змеевике печи рассчитывается по формуле: ![]() где hт - высота камеры радиации: ![]() ![]() hк - высота камеры конвекции (рассчитана ранее): hк = 6,9078 м; rж - плотность продукта при средней температуре: ![]() ![]() ![]() Подставляя полученные данные, определяем давление сырья на входе в печь: ![]() Принципиальная схема змеевика трубчатой печи представлена на рисунке 8. Выводы: ) на данном этапе рассчитали давление сырья на входе в змеевик печи путем прибавления к давлению на выходе потерь напора, определяемых отдельно для каждого из трех участков змеевика (конвекционные трубы, участок нагрева и участок испарения радиантных труб), а также статического напора; ) по результатам расчетов значение его составляет Р0 = 1,532227 Па и значительно превышает давление на выходе из змеевика, что объясняется в основном большими потерями напора на участке испарения радиантных труб. |