
- •Расчет топки
- •1.2 Полная поверхность стен топки - сумма плоскостей, ограничивающих объем топочной камеры, и двухсветных экранов:
- •2.5 Безразмерная температура газов на выходе из топки:
- •Расчет конвективных поверхностей нагрева
- •3.2 Теплота, воспринятая обогреваемой средой:
- •2.3 Теплота, полученная излучением из топки поверхностью нагрева, примыкающей к выходному окну топки:
- •Особенности расчета фестона
- •3.2 Коэффициент теплоотдачи конвекцией
- •3.3 Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания
- •3.4 Тепло излучения газового объема на настенную поверхность, ограждающую объем или отдельно стоящий в объеме ряд труб
- •3.5 Коэффициенты загрязнения, использования и тепловой эффективности поверхностей нагрева
2.3 Теплота, полученная излучением из топки поверхностью нагрева, примыкающей к выходному окну топки:
где
площадь выходного окна топки, м2;
степень черноты объема ширм, определяется
по п. 7-35 /1/. Член (1-
)
вводится только для ширм;
сумма угловых коэффициентов в поверхности,
определяется по табл. 7-1 и 7-2 /1/ в зависимости
от номера ряда
и от поперечного относительного шага
;
тепловая нагрузка поверхности в районе
выходного окна топки, кВт/м2,
определяется позонным расчетом а при
его отсутствии:
где
коэффициент тепловой эффективности
рассчитываемой поверхности;
коэффициент распределения тепловосприятия
по высоте топки; определяется в зависимости
от относительной высоты
зоны по табл. 8-3
или 8-4 /1/.
Особенности расчета фестона
Фестон
– поверхность нагрева с числом рядов
труб не более 4 и с поперечным относительным
шагом
.
Фестон, в том числе, образованный из смещенных вдоль потока газов труб экрана, рассчитывается как обычный конвективный пучок.
Для
однорядного фестона
конвекцией рассчитывается как для
первого ряда шахматного пучка с
коэффициентом
При числе рядов труб > 1 – по 7-В /1/.
Расхождение по уравнениям теплового баланса и теплопередачи не должно превышать 5%.
3 Коэффициент теплопередачи
3.1 Общие положения
где
коэффициенты теплоотдачи от греющей
среды к стенке и от стенки к обогреваемой
среде,
;
толщина, м, и коэффициент теплопроводности
металла стенки трубы,
;
тепловое сопротивление загрязняющего
слоя, называемое «коэффициентом
загрязнения»,
;
толщина, м, и коэффициент теплопроводности
слоя отложений на внутренней поверхности
труб,
При
нормальной эксплуатации
Используют два метода оценки загрязнения:
-
с помощью коэффициента загрязнения
;
- с помощью коэффициента эффективности , представляющего собой отношение коэффициентов теплопередачи загрязненных и чистых труб.
Значения коэффициентов загрязнения и эффективности приведены в разделе 7-Б, г /1/.
Коэффициент теплопередачи в конвективных гладкотрубных пучках и фестонах:
-получающих прямое излучение из топки:
- не получающих прямое излучение из топки:
где коэффициент эффективности.
Для гладкотрубных экономайзеров и испарительных поверхностей тепловым сопротивлением с внутренней стороны труб пренебрегают:
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы:
где
коэффициент использования; для поперечно
омываемых пучков труб
,
для сложно омываемых конвективных
пучков
,
для фестона
для ширм от 0,6 до 0,9;
коэффициент теплоотдачи конвекцией,
;
коэффициент теплоотдачи излучением,
3.2 Коэффициент теплоотдачи конвекцией
Расчетная скорость дымовых газов:
где
площадь живого сечения для прохода
газов, м2;
расчетный расход топлива, кг/с (м3/с);
объем газов на 1 кг (1 м3)
топлива; определяется по среднему
избытку воздуха в поверхности при
нормальных условиях, м3/кг
(м3/м3).
Площадь живого сечения для прохода газов:
- при поперечном омывании:
где
размеры газохода в расчетном сечении,
м (в экранированном газоходе
принимаются по осям труб экранов);
число труб в ряду;
диаметр и длина труб, м; при изогнутых
трубах
вычисляется как проекция труб на
поперечное сечение газохода.
Для
шахматных пучков при
максимальная скорость будет в диагональном
сечении:
где
относительный диагональный шаг труб;
сечение участка газохода, м2.
- при продольном омывании:
а) при течении среды внутри труб:
где
число параллельно включенных труб;
внутренний диаметр труб, м.
б) при течении среды между трубами:
где число туб в пучке.
Расчетная
скорость в пучках, омываемых косым
потоком, вычисляется по сечению
(рис.1). К значению коэффициента теплоотдачи,
определяемому по формулам для поперечного
омывания, при величине угла между
направлением потока и осями труб
для коридорных пучков вводят поправку
1,07; для шахматных пучков поправку не
вводят.
Рисунок 1 – Расчетное сечение газохода при косом омывании пучка
Расчетная температура потока газов принимается равной сумме средней температуры обогреваемой среды и температурного напора.
При
охлаждении газов в пределах поверхности
нагрева не более чем на 300°C
расчетную температуру потока с достаточной
точностью можно определять как полусумму
температур газов на входе в поверхность
нагрева
и выходе из нее
:
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков и ширм:
где
поправка на геометрическую компоновку
пучка;
при
а также при
;
при
и
принимают
;
поправка на число рядов труб по ходу
газов;
при
;
при
;
коэффициент теплопроводности среды
при температуре потока,
;
коэффициент кинематической вязкости
среды при температуре потока, м2/с;
критерий Прандтля.
Критерий
Прандтля определяется по табл.6 /1/ в
зависимости от температуры по
,
и
для среднего состава.
,
и
определяются по рис.3.1 /1/ в зависимости
от
и
Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков:
где
коэффициент, определяемый в зависимости
от относительного поперечного шага
и значения
;
Средний
относительный диагональный шаг труб
.
При
и всех
при
и
при и
поправка на число рядов труб по ходу газов.
при
и
при
и
при
При поперечном омывании перекрестных пучков, в которых четные ряды расположены под прямым углом к нечетным:
где
.
При переменных шагах по глубине или ширине вычислят усредненное значение шага:
где
поверхность нагрева частей пучка с
шагами
,
м2.