1.16.Уточнение величин граничных температур теплоносителей в конвективной части.

Ввиду того, что расхождение между тепловыми потоками в конвективной части, вычисленными по тепловому балансу и уравнению теплопередачи, превышает 2,0%, расчётную температуру продуктов сгорания при выходе из конвекционной части змеевика определяем графической интерполяцией [21,22,26]. Используя для данной цели, полученные ранее значения тепловосприятие потока нефти и температуры теплоносителей , получаем .

Полученной температуре соответствует энтальпия продуктов сгорания на «перевале» печи после первого горизонтального ряда труб конвективной части .

Тепловой поток от продуктов сгорания к нефти составит

(12.1)

При найденной величине теплового потока температура нефти при выходе из предпоследнего (по вертикали, считая сверху вниз) ряда труб составит

.

Принимаем .

Уточняем температуру продуктов сгорания по уравнению теплопередачи [24,ф.2. 3].

*

* . (13.2)

Принимаем .

По уравнению теплового баланса уточняем температуру нефти

[24,ф. 2. 4.].

(12.3)

Ввиду сходимости результатов расчёты прекращаем.

1.17.Расчёт максимальных температур на внутренней и наружной поверхностях труб продуктового змеевика.

Максимальная расчётная температура метала на наружной поверхности трубы, может иметь место в радиационной части в зоне, расположенной в области наибольшей локализации тепловых напряжений. Данная величина может быть определена по формуле.

, (13.1)

где - средняя температура нефти в рассматриваемой части змеевика, ;

- теплонапряженность поверхности радиационной части трубного змеевика, ;

- коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки трубы к потоку нефти, ;

- толщина стенки труб, м;

- коэффициент теплопроводности метала труб, .

Максимальная расчётная температура на внутренней поверхности трубы может быть определена по формуле

. (13.2)

Принимаем: [26, с.90];

- согласно условиям задания;

;

;

Определяем коэффициент теплоотдачи к нефти в рассмотренных выше условиях.

Теплофизические свойства нагреваемой нефти:

;

;

;

.

(13.3)

.

.

Найденные значения температуры и находятся в допускаемых пределах

1.18.Аэродинамический расчёт газоходов печи.

Полное аэродинамическое сопротивление газового тракта печи определяется как сумма сопротивлений отдельных участков

, Па, (14.1)

где - сопротивление газохода конвективной части змеевика, Па;

- сопротивление дымовой трубы, Па

Аэродинамичёское сопротивление газохода определяем по формуле

, (14.2)

где - коэффициент линейного аэродинамического сопротивления газохода;

- определяющий линейный размер, м;

- длина газохода по направлению движения продуктов сгораниям;

- коэффициент сопротивления трубного пучка, составляющего конвекционную часть змеевика;

- средняя линейная скорость движения продуктов сгорания, м/с

- средняя плотность продуктов сгорания, .

, (14.3)

где - коэффициент сопротивления одного ряда труб;

- число рядов труб по глубине пучка (по вертикале), шт.

(14.4)

где -поправочный коэффициент, учитывающий расстояние между трубами;

- число Рейнольдса при средней температуре продуктов сгорания.

, (14.5)

где и - поперечный и продольный шаг труб, м;

Д- наружный диаметр труб, м.

По паспортным данным определяем

;

.

,

.

По номограмме находим [8, с. 177].

, (14.6)

где - определяющий линейный размер, м;

- кинематический коэффициент вязкости продуктов сгорания топлива при их средней температуре в конвективной части, м/c (см. выше).

За определяющий линейный размер принимаем наименьшее расстояние между соседними трубами «в свету»

. (14.7)

Вычисляем:

;

.

Принимаем с запасом

Принимаем . Определяем

;

(14.8)

Принимаем [8, с. 173];

.

Принимаем .

Аэродинамическое сопротивление дымовой трубы определяем по формуле

(14.9)

где - коэффициент местного сопротивления при выходе в трубу;

- то же при выходе из трубы;

- коэффициент аэродинамического сопротивления дымовой трубы;

- внутренней диаметр дымовой трубы, м;

- средняя скорость движения продуктов сгорания топлива в трубе, м/с;

- плотность продуктов сгорания топлива при их средней температуре в трубе, .

Определяем среднюю температуру газов в трубе

, (14.10)

где - температура продуктов сгорания топлива при выходе из трубы, .

, (14.11)

где - охлаждения продуктов сгорания на один погонный метр трубы, [21, с.211] .

,

где - теплопроизводительность печи, кВт.

Принимаем (см. таб.4).

;

.

Живое сечение дымовой трубы

Отношение сечений трубы и конвективного газохода

.

Данной величине отношение соответствует

[23, с. 172].

Принимаем ;

(14.12)

Требуемая величина разрежения, необходимое создавать дымовой трубой

, (14.13)

где - величина разрежения («тяги»), необходимая для нормальной работы топки, Па.

Принимаем (2…4 мм вод., ст.).

.

Разность высот «перевала» и верхнего среза дымовой трубы, которая может обеспечить требуемое разрежение

, (14.14)

где - температура окружающей среды, ⁰С;

- атмосферное (барометрическое) давление мм. рт. ст.

Для повышения надёжности получаемых результатов расчёт ведём применительно к наиболее неблагоприятным условиям в отношении тяги. С этой целью принимаем

;

мм рт. ст.

Находим:

Фактическая величина разности высот среза дымовой трубы и «перевале» более чем в три раза превышает минимально необходимое.