Технологический расчет трубчатой печи по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
2.4 Упрощенный расчет камеры радиации Трубчатая печь имеет камеры радиации и конвекции. В камере радиации (топочная камера), где сжигается топливо, размещена радиантная поверхность (экран), поглощающая тепло в основном за счет радиации. В камере конвекции расположены трубы, воспринимающие тепло главным образом путем конвекции — при соприкосновении дымовых газов с поверхностью нагрева. Сырье последовательно проходит через конвекционные и радиантные трубы и поглощает тепло; обычно радиантная поверхность воспринимает большую часть тепла, выделяемого при сгорании топлива. Упрощенный расчет камеры радиации заключается в определении температуры продуктов сгорания, покидающих топку, и фактической теплонапряженности поверхности радиантных труб. Температуру продуктов сгорания (  ) находят методом итераций, используя уравнение  (32) где  - теплонапряженность поверхности радиантных труб (фактическая) и приходящаяся на долю свободной конвекции, кДж/м2ч;  - отношение поверхностей, зависящее от типа печи, от вида и способа сжигания топлива;  [2] - средняя температура наружной стенки радиантных труб, К; - коэффициент для топок со свободным факелом  [1]; - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела,  [1] Алгоритм расчета температуры продуктов сгорания методом итераций:
Таблица 3 – Зависимость средней массовой темпоемкости газов при постоянном давлении сР [кДж/кг∙К] от абсолютной температуры Т=1000К
 , (33)где – То – приведенная температура, То=313 К, [1]; ηт – КПД топки; ηт =0,96, [1];  – количества газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива и теплоемкости продуктов сгорания, определяющиеся в п рограмме на каждой итерации при Тп;  Таблица 4 – Зависимость средней массовой темпоемкости газов при постоянном давлении сР [кДж/кг∙К] от абсолютной температуры Т=2158,6184К
 (34)
 , (35)где Нр –поверхность нагрева радиантных труб, м2; 
 , (36)где  -- коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому продукту,   – толщина стенки трубы,  ; –коэффициент теплопроводности трубы,  ;tср – средняя температура нагреваемого продукта. Для жидких топлив  
 (37)
 Итак, расчетная величина не совпадает с заданной, значит расчет возобновляется. Значение Тп для последующей итерации принимают рассчитанное значение Тп в предыдущей итерации. Результаты итераций представлены в таблице 5.
Ций Таким образом, рассчитанная величина  Количество тепла, переданное продукту в камере радиации:  ; (38) В результате расчетов была найдена фактическая теплонапряженность qp=29212,8664 ккал/(м2ч), сравнение которой с допустимой теплонапряженностью qpдоп=35000 ккал/(м2ч) позволяет оценить эффективность камеры радиации трубчатой печи типа СКГ1 Тот факт, что qp Эффективность камеры радиации составляет  2.5 Расчет диаметра печных труб В данном пункте по результатам расчета выбираются стандартные размеры труб (диаметр, толщина и шаг). При этом используется следующий алгоритм расчета. Определяется объемный расход нагреваемого продукта, м3/с:  , (39)где Gс– производительность печи по сырью, т/сут;  – плотность продукта при средней температуре tср, кг/м3. , (40) . .Площадь поперечного сечения трубы определяется уравнением:  , (41)где n – число потоков, n=2 [1]; W – допустимая линейная скорость продукта, W=2,0 м/с [1]; dвн – расчетный внутренний диаметр трубы, м. Из уравнения (41) рассчитывается внутренний диаметр трубы:  , (42) Округляя значение расчетного диаметра трубы, учитывая толщину стенки, и выбирая в соответствие с этим остальные размеры труб, получим: dнар= 0,152м, dвн= 0,152-2·0,008= 0,136м; Фактическая скорость движения потока, м/с: WФ= 4·V/(n·π·d2 вн), (43)  Фактическая скорость оказалась меньше расчетной вследствие округления диаметра трубы в большую сторону. |
К.