Реферат: Тепловой расчет котла

--PAGE_BREAK--


t -ра

3-х атомные газы

2-х атомные газы

Водные пары

    I'г

Влажный воздух

(a-1)*Iвл в

       Iг

газов

Ссо2* tг

IRO2

СN2* tг

IN2

СH2O* tг

IH2O

 

Свл.в*tг

Iвл. В

 

 

1300

2975

4745

1850

15881

2344

4843

25470

1913

21114

4223

29693,4

1400

3240

5168

2009

17246

2558

5286

27700

2076

22913

4582

32282,4

1500

3504

5589

2164

18576

2779

5742

29908

2239

24712

4942

34850,7

1600

3767

6009

2323

19941

3001

6201

32151

2403

26522

5304

37456,2

1700

4035

6436

2482

21306

3227

6668

34411

2566

28321

5664

40075,3

1800

4303

6864

2642

22680

3458

7145

36689

2729

30120

6024

42713,8

1900

4571

7291

2805

24079

3688

7621

38991

2897

31974

6395

45386,6

2000

4843

7725

2964

25444

3926

8112

41282

3064

33817

6763

48045,7

2100

5115

8159

3127

26843

4161

8598

43601

3232

35672

7134

50735,5

2200

5387

8593

3290

28242

4399

9090

45926

3399

37515

7503

53429,1

Таблица 1


--PAGE_BREAK--
8 Расчет конвективных поверхностей нагрева
При расчете конвективных поверхностей используют:
а) уравнение теплового баланса, в которых приравнивается тепло, отданное газами, с одной стороны:

<img width=«143» height=«25» src=«ref-2_669138345-375.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">    (45)

<img width=«49» height=«24» src=«ref-2_669138720-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167"> = 29693,4  кДж/кг

По диаграмме <img width=«35» height=«19» src=«ref-2_669133425-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168"> дымовых газов определяют величину <img width=«21» height=«25» src=«ref-2_669138970-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169"> по температуре <img width=«15» height=«24» src=«ref-2_669139067-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">.  Зависимость представлена на Рисунке 2.

<img width=«83» height=«25» src=«ref-2_669139158-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">    <img width=«76» height=«25» src=«ref-2_669139353-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">  кДж/кг

<img width=«84» height=«25» src=«ref-2_669139521-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">    <img width=«88» height=«25» src=«ref-2_669139718-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">  кДж/кг

<img width=«87» height=«25» src=«ref-2_669139915-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">    <img width=«89» height=«25» src=«ref-2_669140123-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">  кДж/кг
<img width=«292» height=«24» src=«ref-2_669140322-597.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">

<img width=«313» height=«24» src=«ref-2_669140919-645.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">

<img width=«320» height=«24» src=«ref-2_669141564-635.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">

б) уравнение теплопередачи:

<img width=«116» height=«21» src=«ref-2_669142199-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">     (46)
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по формулам:

<img width=«123» height=«65» src=«ref-2_669142423-377.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">    (47)

<img width=«19» height=«23» src=«ref-2_669142800-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182">  — коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке

 Н – площадь конвективных поверхностей

<img width=«20» height=«19» src=«ref-2_669142899-99.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183"> — температурный напор

<img width=«19» height=«23» src=«ref-2_669142998-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">  — коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке, <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">, определяется как:

<img width=«103» height=«24» src=«ref-2_669143289-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">   (48)

<img width=«20» height=«24» src=«ref-2_669143687-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">  — коэффициент теплоотдачи конвекцией

<img width=«16» height=«15» src=«ref-2_669143790-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">  — коэффициент омывания труб. Как правило, для парообразующих притопочных пучков водотрубных вертикальных котлов, пучков, находящихся на резких поворотах газового потока <img width=«95» height=«19» src=«ref-2_669143878-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190">.

<img width=«384» height=«322» src=«ref-2_669144064-17857.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">
При поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков труб газом или воздухом коэффициент теплоотдачи конвекцией <img width=«20» height=«24» src=«ref-2_669143687-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191"> рассчитывают по формуле:

<img width=«313» height=«49» src=«ref-2_669162024-725.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">

<img width=«15» height=«19» src=«ref-2_669162749-90.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1193">  — коэффициент теплопроводности, <img width=«79» height=«25» src=«ref-2_669162839-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">;

<img width=«15» height=«19» src=«ref-2_669163054-90.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1195"> — наружный диаметр трубы, м;

W— скорость газового потока, <img width=«28» height=«23» src=«ref-2_669163144-120.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196">;        

<img width=«17» height=«23» src=«ref-2_669163264-97.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1197">  — критерий Прандтля;

<img width=«21» height=«23» src=«ref-2_669163361-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198"> — поправка на число рядов труб;

<img width=«20» height=«24» src=«ref-2_669163464-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199"> — поправка на компоновку;

<img width=«12» height=«15» src=«ref-2_669163564-83.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">  — кинематическая вязкость для продуктов сгорания;
Физические параметры <img width=«15» height=«19» src=«ref-2_669162749-90.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1201">, <img width=«12» height=«15» src=«ref-2_669163564-83.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">, <img width=«17» height=«23» src=«ref-2_669163264-97.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1203"> для воздуха и продуктов сгорания среднего состава принимают по средней температуре потока  из таблицы.  [5]

<img width=«71» height=«41» src=«ref-2_669163917-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">   (50)

<img width=«289» height=«25» src=«ref-2_669164135-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">

<img width=«217» height=«41» src=«ref-2_669164595-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">

<img width=«219» height=«41» src=«ref-2_669165056-467.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">

<img width=«232» height=«41» src=«ref-2_669165523-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">



<img width=«40» height=«27» src=«ref-2_669166010-135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">

<img width=«93» height=«24» src=«ref-2_669166145-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210"> 

<img width=«44» height=«21» src=«ref-2_669166333-135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211"> <img width=«79» height=«25» src=«ref-2_669162839-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212"> 

<img width=«17» height=«23» src=«ref-2_669163264-97.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1213">

921,8

151

10,18

0,58

971,8

161

10,62

0,58

1021,8

172

11,05

0,57

Таблица 2
Скорость потока газов при поперечном омывании пучка труб – Wрассчитывают по следующей формуле:

<img width=«129» height=«48» src=«ref-2_669166780-516.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214">   (51)

<img width=«37» height=«24» src=«ref-2_669167296-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215"> — площадь живого сечения при поперечном омывании пучка труб:

<img width=«203» height=«27» src=«ref-2_669167425-366.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">   (52)

<img width=«28» height=«25» src=«ref-2_669167791-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217"> — средняя длина проекции активно работающей, в рассматриваемом пучке, трубы

(без учета застойных зон) на плоскость, перпендикулярную направлению потока;

<img width=«13» height=«19» src=«ref-2_669167919-88.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1218"> — ширина газохода;

<img width=«16» height=«23» src=«ref-2_669168007-94.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1219"> — число труб в ряду;

<img width=«15» height=«19» src=«ref-2_669163054-90.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1220"> — наружный диаметр.

<img width=«105» height=«27» src=«ref-2_669168191-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">    (52)
Значения <img width=«13» height=«19» src=«ref-2_669167919-88.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1222">, <img width=«16» height=«23» src=«ref-2_669168007-94.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1223">,<img width=«15» height=«19» src=«ref-2_669163054-90.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1224">, <img width=«36» height=«27» src=«ref-2_669168713-139.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> определяем по чертежу

<img width=«57» height=«21» src=«ref-2_669168852-151.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226"> м

<img width=«16» height=«23» src=«ref-2_669168007-94.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1227">=11

<img width=«15» height=«19» src=«ref-2_669163054-90.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1228">=0,029 м

<img width=«71» height=«25» src=«ref-2_669169187-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229"> м

<img width=«305» height=«25» src=«ref-2_669169373-501.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230">

<img width=«285» height=«44» src=«ref-2_669169874-786.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">   м/с

<img width=«263» height=«44» src=«ref-2_669170660-735.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">  м/с

<img width=«267» height=«44» src=«ref-2_669171395-746.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">  м/с

Поправка на компоновку <img width=«20» height=«24» src=«ref-2_669163464-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">, определяемая в зависимости от относительных поперечного <img width=«19» height=«23» src=«ref-2_669172241-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235"> и продольного <img width=«21» height=«23» src=«ref-2_669172341-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236"> шагов рассчитывают по формуле (55):

                                                                <img width=«68» height=«23» src=«ref-2_669172441-173.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">              (53)

<img width=«65» height=«23» src=«ref-2_669172614-162.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238">

                                                                <img width=«71» height=«23» src=«ref-2_669172776-178.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">             (54)

<img width=«68» height=«23» src=«ref-2_669172954-164.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">

<img width=«233» height=«29» src=«ref-2_669173118-571.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">      (55)

<img width=«323» height=«29» src=«ref-2_669173689-724.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">

Поправку на число рядов труб <img width=«21» height=«23» src=«ref-2_669163361-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243"> определяют по следующей формуле:

<img width=«276» height=«23» src=«ref-2_669174516-484.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244">

<img width=«17» height=«23» src=«ref-2_669175000-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245"> — число рядов труб по направлению потока.     <img width=«53» height=«23» src=«ref-2_669175095-143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">

    <img width=«309» height=«23» src=«ref-2_669175238-503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">

<img width=«497» height=«49» src=«ref-2_669175741-1071.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">

<img width=«501» height=«49» src=«ref-2_669176812-1082.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249">

<img width=«499» height=«49» src=«ref-2_669177894-1073.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250">

Коэффициент теплоотдачи излучением <img width=«20» height=«24» src=«ref-2_669178967-102.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251"> определяют по формуле:

<img width=«305» height=«51» src=«ref-2_669179069-786.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252">(57)

<img width=«19» height=«24» src=«ref-2_669179855-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253">  — степень черноты газового потока при его средней температуре

<img width=«120» height=«27» src=«ref-2_669179952-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254">    (58)
<img width=«197» height=«41» src=«ref-2_669180191-583.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">     (59)

<img width=«315» height=«41» src=«ref-2_669180774-791.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256"><img width=«12» height=«23» src=«ref-2_669107176-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">

<img width=«321» height=«41» src=«ref-2_669181638-788.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">

<img width=«335» height=«41» src=«ref-2_669182426-810.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">

<img width=«73» height=«24» src=«ref-2_669183236-167.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260"> <img width=«61» height=«23» src=«ref-2_669183403-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">  — коэффициент ослабления лучей трехатомными газами.

<img width=«361» height=«56» src=«ref-2_669183585-908.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">    (60)

<img width=«16» height=«24» src=«ref-2_669184493-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263"> — суммарная объемная доля трехатомных газов в газоходе;

<img width=«16» height=«17» src=«ref-2_669184584-91.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1264"> — давление в топке, Мпа;

S— эффективная толщина излучающего слоя газов в межтрубном пространстве для

гладкотрубных пучков определяют по формуле:

<img width=«188» height=«45» src=«ref-2_669184675-479.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265">   (61)

<img width=«324» height=«48» src=«ref-2_669185154-781.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">
<img width=«508» height=«53» src=«ref-2_669185935-1221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267">

<img width=«509» height=«53» src=«ref-2_669187156-1227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">

<img width=«509» height=«53» src=«ref-2_669188383-1224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269">
<img width=«201» height=«25» src=«ref-2_669189607-349.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270">

<img width=«201» height=«25» src=«ref-2_669189956-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271">

<img width=«203» height=«25» src=«ref-2_669190298-344.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272">
Температура наружной поверхности стенки труб определяют по формуле:

<img width=«124» height=«41» src=«ref-2_669190642-284.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273">   (62)

<img width=«9» height=«16» src=«ref-2_669190926-81.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">  — средняя температура обогреваемой среды, <img width=«23» height=«23» src=«ref-2_669191007-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1275">. Для кипящей жидкости её принимают равной температуре насыщения.  t= 164,96  <img width=«23» height=«23» src=«ref-2_669191007-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">   

          

<img width=«17» height=«25» src=«ref-2_669191213-85.coolpic» v:shapes="_x0000_i1277"> — коэффициенты загрязнения. Зависит от скорости движения газов.  [5]

<img width=«96» height=«24» src=«ref-2_669191298-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1278">  <img width=«99» height=«24» src=«ref-2_669191507-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1279">  <img width=«97» height=«25» src=«ref-2_669191721-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280"> (м2·К/Вт)     

Н — испарительная конвективная поверхность нагрева. Определяется из прототипа котла.

Н = 57,9 <img width=«23» height=«23» src=«ref-2_669191935-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1281"> 

<img width=«297» height=«44» src=«ref-2_669192044-590.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282">

<img width=«299» height=«44» src=«ref-2_669192634-596.coolpic» v:shapes="_x0000_i1283">

<img width=«299» height=«44» src=«ref-2_669193230-605.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284">
<img width=«464» height=«48» src=«ref-2_669193835-1080.coolpic» v:shapes="_x0000_i1285">

                      <img width=«469» height=«61» src=«ref-2_669194915-1162.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286">

<img width=«460» height=«49» src=«ref-2_669196077-1104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1287">
<img width=«219» height=«23» src=«ref-2_669197181-372.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1289">

<img width=«215» height=«23» src=«ref-2_669197744-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1290"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1291">

<img width=«215» height=«24» src=«ref-2_669198313-376.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1293">
При поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков труб

<img width=«213» height=«30» src=«ref-2_669198880-564.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294">

a = 0.45

b = 1.72

z = 11*20 = 220

<img width=«388» height=«30» src=«ref-2_669199444-1298.coolpic» v:shapes="_x0000_i1295">

<img width=«277» height=«44» src=«ref-2_669200742-766.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296">   м/с

<img width=«255» height=«44» src=«ref-2_669201508-719.coolpic» v:shapes="_x0000_i1297">  м/с

<img width=«261» height=«44» src=«ref-2_669202227-734.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">  м/с

<img width=«17» height=«25» src=«ref-2_669191213-85.coolpic» v:shapes="_x0000_i1299"> — коэффициенты загрязнения. Зависит от скорости движения газов.  [5]

<img width=«88» height=«24» src=«ref-2_669203046-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1300">  <img width=«97» height=«24» src=«ref-2_669203242-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1301">  <img width=«77» height=«25» src=«ref-2_669203456-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302"> (м2·К/Вт)     
<img width=«319» height=«47» src=«ref-2_669203637-624.coolpic» v:shapes="_x0000_i1303">

<img width=«267» height=«44» src=«ref-2_669204261-558.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">

<img width=«241» height=«44» src=«ref-2_669204819-528.coolpic» v:shapes="_x0000_i1305">
<img width=«484» height=«49» src=«ref-2_669205347-1055.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306">

<img width=«487» height=«49» src=«ref-2_669206402-1058.coolpic» v:shapes="_x0000_i1307">

<img width=«463» height=«49» src=«ref-2_669207460-1022.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308">
<img width=«463» height=«48» src=«ref-2_669208482-1079.coolpic» v:shapes="_x0000_i1309">

                      <img width=«492» height=«61» src=«ref-2_669209561-1187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1310">

                      <img width=«468» height=«49» src=«ref-2_669210748-1095.coolpic» v:shapes="_x0000_i1311">
<img width=«207» height=«23» src=«ref-2_669211843-367.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1313">

<img width=«217» height=«23» src=«ref-2_669212401-383.coolpic» v:shapes="_x0000_i1314"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1315">

<img width=«221» height=«24» src=«ref-2_669212975-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1316"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1317">

Найдём среднее значение   коэффициента теплоотдачи

<img width=«223» height=«23» src=«ref-2_669213546-388.coolpic» v:shapes="_x0000_i1318"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1319">

<img width=«237» height=«23» src=«ref-2_669214125-407.coolpic» v:shapes="_x0000_i1320"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1321">

<img width=«167» height=«24» src=«ref-2_669214723-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1322"> <img width=«51» height=«41» src=«ref-2_669143098-191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1323">
<img width=«255» height=«65» src=«ref-2_669215220-574.coolpic» v:shapes="_x0000_i1324">    продолжение
--PAGE_BREAK--