розрахунок газоходів
Тепловий розрахунок газоходів конвективних поверхонь нагріву, або, як прийнято говорити, газоходів, виконують в таких випадках:
1) при розробці нових конструкцій; тоді по заданих температур газів до і після газоходу визначаються необхідні конвективні поверхні нагрівання цих газоходів; 2) при виконанні перевірочних розрахунків існуючих конструкцій; тоді за тим самим які поверхонь нагріву визначаються температури димових газів, що омивають ці поверхні. Основні рівняння при розрахунку газоходів конвективного теплообміну в газоходах наступні: рівняння теплопередачі
Рівняння кількості тепла, переданого поверхні нагрівання в результаті зміни Тепломісткість газів до входу в газохід і після виходу з нього:
Розрахунок газоходів вважається завершеним, коли обидва рівняння перетворюються в рівність
(В даному випадку в позначеннях прийнятий умовно перший газохід), де Вр - годинна витрата палива в кг; φ - значення коефіцієнта збереження тепла, що враховує втрати тепла в навколишнє середовище.
Поверхня нагріву газоходу визначається в залежності від конструкції котла. Наприклад, для водотрубних котлів
де n - число труб із зовнішнім діаметром d в м, що входять в газохід; l - довжина труб, відповідна довжині або висоті газоходу, в м.
Для жаротрубних котлів
де d - внутрішній діаметр жарової труби; l - її длііа (виключаючи топку) в м.
З усіх величин, що входять в рівність (IV.25), найбільш складно визначити величину коефіцієнта теплопередачі від газів до води К. Для різних конструкцій котлів в залежності від напрямку газового потоку по відношенню до поверхні нагрівання величини коефіцієнтів теплопередачі підраховують по-різному.
Для котелень поверхонь величину розрахункового коефіцієнта теплопередачі підраховують з виразу
К = wαk + αл / 1 + ε (wαk + αл) (IV.27)
де w - значення величини коефіцієнта змивання або ступінь заповнення газоходу; для більшості існуючих конструкцій становить 0,9-1; ε - значення коефіцієнта забруднення; залежить від роду палива, що спалюється, швидкості переміщення димових газів, діаметра труб і їх розташування; αк - значення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією від газів до стінки в ккал; залежить від швидкості і температури газового потоку, діаметра н розташування труб (шахове, коридорне) і характеру їх омивання (поздовжнє, поперечне); αл - значення коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням продуктів згоряння залежить від температури газів, товщини випромінюючого шару і парціальних тисків трьохатомних сухих газів і водяної пари.
Значення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією при поперечному омивання шахових гладкотрубний пучків знаходять за формулою
αк = 0,177 cz λ / d (wd / v) 0.64 (IV.28)
де Сz - поправка на число поперечних рядів труб; λ - значення коефіцієнта теплопровідності при середній температурі потоку; v - значення коефіцієнта кінематичної в'язкості при середній температурі потоку; w - швидкість газів в м / сек \ d - зовнішній діаметр труб в м.
Значення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією при поперечному омивання шахових гладкотрубний пучків знаходять за формулою
αк = 0,27сz λ / d (wd / v) 0.64 (IV.29)
Значення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією при повздовжньому омивання поверхні нагрівання знаходять за формулою
αк = 0,023 λ / d (wd / v) 0.8 Св Pr 0.4 ct cв (IV.30)
де Рr - величина критерію фізичних властивостей для димових газів середнього складу; ct - поправка, яка залежить від температур потоку і стінки (при охолодженні газів приймається постійною, рівною 1,06); св - поправка на відносну довжину; d - еквівалентний діаметр в м,
При перебігу газів всередині труб еквівалентний діаметр дорівнює внутрішньому діаметру труби.
Для газоходу, заповненого трубами:
d е = 4 ab / zπd - d (IV.31)
де а і b - поперечні розміри газоходу z - кількість труб в газоході; d - діаметр труб в м.
При перебігу газів в каналах некруглого перетину і поздовжньому омивання або пучка труб, або однієї труби еквівалентний діаметр підраховують за формулою
де F - площа детого перерізу газоходу в м 2; Uт - частина периметра, через яку відбувається теплообмін, в м.
1) температуру потоку ѳСр, яку приймають за формулою
2) об'ємну частку водяної пари, що містяться в димових газах, при відповідному значенні коефіцієнта надлишку повітря.
3) число рядів уздовж і поперек газового потоку і їх крок в поперечному (S1) і поздовжньому (S2) напрямках;
4) площа живого перерізу газоходу F в м2, яка визначається як різниця між площею всього газоходу і площею, зайнятою трубами; ця площа підраховується:
а) для течії газів усередині труб (поздовжнє омивання)
F = n π d2 / 4, (IV.34)
б) для поздовжнього змивання потоком газів труб зовні
F = ab - n π d2 / 4 (IV. 35)
в) для поперечного омивання потоком газів трубного пучка
F = ab - n1 d l м 2 (IV.36)
де а і b - поперечні розміри газоходу; n - число труб в газоході; n1 - середнє число труб в одному ряду; d - (внутрішній діаметр труб в м; d - зовнішній діаметр труб в м 2; l - довжина омиваються газами труб в м;
5) середню швидкість переміщення газового потоку по газоходу, яка визначається за формулою
Значення коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням продуктів nсгоранія визначають за формулою
Ефективна товщина випромінюючого шару S для гладко- трубних пучків, визначається за формулами: при
Отже, все величини, необхідні для визначення значення коефіцієнта теплопередачі К (IV.27), а отже, і для вирішення рівності (IV.25), можуть бути знайдені, якщо буде правильно обрана температура газів, що залишають газохід.
Щоб швидше збалансувати рівність (IV.25), задаються двома довільними значеннями температури газів після виходу з розраховується газоходу (але, природно, більш низькими, температура газів при вході в даний газохід, т. Е. За умови розрахунку першого газоходу менше і за цими значенням знаходять всі необхідні величини, що входять в рівність (IV.25). Якщо рівність (IV.25) збалансується при одній із заданих температур, то ця температура і буде шуканої температурою газів, що залишають розраховується газохід.
Для цього на осі абсцис (рис. IV.9) відкладають у відомому масштабі температуру газів, що залишають газохід, а по осі ординат (у своєму масштабі) - числові значення рівності (IV.25), підраховані при цих температурах.
Вас може зацікавити
