Практика 4. Практическое занятие
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 ПОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛА Основными уравнениями при расчете конвективного теплообмена являются: уравнение теплопередачи Qт=kHΔtср, кВт; (4.1) уравнение теплового баланса  ,кВт (4.2)Расчет считается завершенным при выполнении равенства Qт =Qб или  , (4.3)где H –расчетная поверхность нагрева газохода, м2. Для водотрубных котлов H= n dl, м. Здесь n -число труб наружным диаметром d (м) в газоходе; l -длина труб, соответствующая высоте газохода, м; H / и H// -энтальпия газов до и после газохода, определяемая по H- -диаграмме при данном α ; Δα -величина присоса холодного воздуха в газоход (табл. 4); B и φ -принимается из теплового баланса котла (гл. 2); Δ tср -температурный напор, определяемый как Δtср =  cр – tH , 0С, (4.4)где  - средняя температура газов в газоходе (при условии охлаждения газов не более чем на 300 оС); t H - температура охлаждающей среды. Для парового котла tн принимается равной температуре кипения воды при давлении в котле, а для водогрейного – равной полусумме температур воды на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее, оС.k -коэффициент теплопередачи от газов к нагреваемой среде, подсчитывается из выражения k=ψα1, (4.5) где α1 -коэффициент теплопередачи от газов к стенке, Вт/(м2оC). В этом выражении α1=ξ(αК+αЛ ); ξ - коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева, вследствие неравномерного омывания ее газами. Для поперечно омываемых пучков ξ = 1,0; ψ - коэффициент тепловой эффективности, определяется по табл. 18. Таблица 18 Коэффициент тепловой эффективности ψ для конвективных поверхностей нагрева при сжигании мазута и газа
Примечание: Бóльший коэффициент тепловой эффективности принимается для меньшей скорости. к - коэффициент теплоотдачи конвекций от газов к стенке, зависящий от скорости и температуры потока, диаметра и расположения труб, характера их омывания, Вт/(м2оС) (рис. 4.1 4.3); αл -коэффициент теплоотдачи излучением, зависящий от температуры газов, толщины излучающего слоя и парциальных давлений трехатомных сухих газов и водяных паров (рис. 4.4). Коэффициент теплоотдачи излучением αл, (Вт/(м2оС)) определяется: -для незапыленного потока (при сжигании газа и мазута) αл = αн.асг, где αн - коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме на рис.4.4;  - степень черноты потока, определяемая по формуле (3.17); сг - коэффициент, определяемый по рис. 4.4.Для определения αн и коэффициента сг вычисляется температура загрязненной стенки t3, оС по выражению t3 = tH + Δt, (4.6) где tH - средняя температура охлаждающей среды . Δt при сжигании жидких топлив принимается равным 60 оС, при сжигании газа 25 оС. В табл. 19 приведены значения коэффициента загрязнения ε , зависящего от рода сжигаемого топлива, диаметра труб и их расположения, скорости перемещения газов. Таблица 19 Значения коэффициента загрязнения
Чтобы быстрее стабилизировать равенство (4.3) задаются двумя произвольными значениями температура газов на выходе из рассчитываемого газохода и по этим значениям находят все необходимые величины, входящие в равенство (4.3). Если равенство стабилизируется при одной из принятых температур , то эта температура и будет искомой. Если баланс равенства (4.3) не будет, то искомую температуру находят графоаналитически. Для этого на оси абсцисс (рис. 4.5) откладывают в известном масштабе температуры газов, покидающих газоход, а на оси ординат – числовые значения QT и QБ, подсчитанные при этих температурах, и соединяют прямыми. Точка пересечения прямых QT и QБ даст искомую температуру на выходе из газохода. Чтобы воспользоваться рис. 4.1- 4.4, необходимо предварительно найти: 1. Среднюю температуру газов по формуле  , оС (4.7)2. Объемную долю  из табл. 7 для данного газохода.3. Число рядов труб вдоль и поперек газового потока, поперечный (S1) и продольный (S2) шаги труб с наружным диаметром d (коридорное расположение) ; диагональный шаг S2/ (шахматное расположение). 4. Площадь живого сечения газохода F (м2) подсчитывается: а)для продольного омывания потоком газов труб снаружи  , м2 (4.8)б) для поперечного омывания потоком трубного пучка  , м2, (4.9)где и b -поперечные размеры газохода в свету, м; n - число труб в газоходе;  - средняя длина труб в газоходе, м.5. Среднюю скорость газов в газоходе, определяемую по формуле:  , м/с , (4.10)где Vг -объем дымовых газов в газоходе, м3/кг (табл. 7) 6. Эффективную толщину излучающего слоя для гладкотрубных пучков, определяемую по формулам: при   , м; (4.11)при   , м. (4.12) Рис. 4.1. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков  Рис. 4.2. Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков.  Продолжение рис.4.2.  Рис.4.3. Коэффициент теплоотдачи при продольном омывании для воздуха и продуктов сгорания. Примечание: при охлаждении продуктов сгорания и воздуха  , Вт/(м2·К);при нагреве воздуха , Вт/(м2·К). Продолжение рис. 4.3.  Рис. 4.4. Коэффициент теплоотдачи излучением Рис. 4.4. Коэффициент теплоотдачи излучением  Рис. 4.5. Графическое определение расчетной температуры |