Упрощенный расчет камеры радиации

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

▷ Похожие статьи

Целью этого этапа расчета является определение температуры продуктов сгорания, покидающих топку, и фактической теплонапряженности поверхности радиантных труб. Названную температуру () находят методом итераций, используя уравнение

(31)

где -теплонапряженность поверхности радиантных труб (фактическая) и приходящаяся на долю свободной конвекции, ккал/м²ч;

- отношение поверхностей, зависящее от типа печи, от вида и способа сжигания топлива;

;

- средняя температура наружной стенки радиантных труб, К;

- коэффициент для топок с настильным факелом ;

- коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела.

Определение максимальной температуры продуктов сгорания:

(32)

Определение коэффициента прямой отдачи:

, (33)

η_т =0,96 ─ КПД топки;

─ теплосодержание продуктов сгораниясоответственно при температурах (см. ф-лу 24), кДж/кг.

Фактическая теплонапряженность радиальных труб:

(34)

Температура наружной стенки экрана:

, (35)

где - коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому продукту, примем ;

─ толщина стенки трубы;

- соответственно толщина и коэффициент теплопроводности трубы;

t_ср – средняя температура нагреваемого продукта;

- для жидких топлив.

(36)

Первая итерация:

Т_п = 1100,00 ^оС;

Средние массовые теплоемкости продуктов сгорания:

Определим максимальную температуру продуктов сгорания:

.

Определяем температуру наружной стенки экрана:

ккал/м²·ч.

Вычисляем температуру продуктов сгорания, покидающих топку:

К.

Результаты итераций представлены в таблице 3

Таблица 3– Расчет температуры продуктов, покидающих топку, методом итераций

Так как расчетная величина не совпадает с заданной, то расчет возобновляется.

Итак, рассчитанная величина

Вывод: 1) продукты сгорания, покидающие топку, охлаждаются до температуры, лежащей в интервале 1000-1200 К. Температура, полученная в результате расчета, находится в пределах этого интервала.

2) при сравнении средней допустимой теплонапряженностиq_{сред.доп.р.}=35 Мкал/м²∙ч, можно сделать вывод об эффективности работы камеры радиации трубчатой печи выбранного ранее типоразмера.

Эффективность в процентах:

Расчет камеры конвекции

Целью данного этапа является расчет поверхности конвекционных труб и проведение анализа эффективности работы камеры конвекции.

Поверхность конвекционных труб определяется по уравнению

(42)

где Q_к – количество тепла, воспринятое конвекционными трубами, Вт;

К – коэффициент теплопередачи от дымовых газов к нагреваемому продукту, ;

- средняя разность температур, К.

, (43)

Вт

Средняя разность температур определяется по уравнению:

, (44)

где , - соответственно большая и меньшая разность температур, ^оС;

- температура продукта на выходе из камеры конвекции, находится путем решения квадратичного уравнения, предварительно определив теплосодержание продукта при этой температуре:

; (45)

Уравнение (24) запишем в виде:

; (46)

где a=0,000405, b=0,403;

, (47)

– соответственно коэффициенты уравнения.

Имеем уравнение:

.

Решению уравнения удовлетворяет значение только одного корня

; (48)

^оС.

Составим схему теплообмена:

t_п=838,8902 ^oC t_ух=270 ^оС

t_к= ^оС t₁=135 ^oC

;

;

.

Коэффициент теплопередачи в камере конвекции рассчитывается по уравнению

(49)
где , , - соответственно коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке, конвекцией, излучением трехатомных газов, Вт/(м² К).

определяют по эмпирическому уравнению Нельсона:

(50)

где - средняя температура дымовых газов в камере конвекции (К),вычисляется по формуле:

, (51)

.

;

определяется следующим образом:

, (52)

где Е – коэффициент, зависящий от свойств топочных газов, значение которого находится из справочных данных;

U – массовая скорость движения газов, ;

d – наружный диаметр труб, м.

Е=21,63 при средней температуре в камере конвекции

[1, стр. 9].

Массовая скорость движения газов определяется по формуле

(53)

где f – свободное сечение прохода дымовых газов в камере конвекции, м².

, (54)

где n – число труб в одном горизонтальном ряду;

d – наружный диаметр труб, м;

S₁ – расстояние между осями труб в горизонтальном ряду [2, стр. 473] м;

- рабочая длина конвекционных труб, м;

- характерный размер для камеры конвекции, м.

Принимаем n=4, м; из технической характеристики печи =12,5 м.

;

;

;

;

Определяем число труб в камере конвекции:

, (55)

Округляем до 108 штук.

Тогда фактическая поверхность нагрева будет равна:

; (56)

Число труб по вертикали:

; (57)

шт.

Высота пучка труб в камере конвекции, м:

, (58)

где - расстояние между горизонтальными рядами труб, определяемое как

; (59)

.

.

Средняя теплонапряженность камеры конвекции равна:

, (60)

В разделе рассчитана средняя теплонапряженность и количество труб в камере конвекции N_к=108 и высота трубного пучка h_к=6,2 м.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров