Дополнительное задание Первый конвективный пучок

1. Предварительно принимаем:

2.Тепло, отданное продуктами сгорания:

, _,

где энтальпии продуктов сгорания перед поверхностью нагрева, после неё и присосного воздуха при соответственно.

при t=1000 (из табл.2)

(при )

(при )

4.Расчетная температура потока продуктов сгорания в газоходе:

[1,ф.6-15 стр.166]

5.Температурный напор: [5,ф.lv.26,стр.108],

где =195 -температура кипящей воды

6.Средняя скорость продуктов сгорания: [1,ф.6-17 стр.166]

7.Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании: [1,ф.6-17 стр.166], где -коэффициент теплоотдачи, определяется по номограмме [1,рис.6-4 стр.165]

где -поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания, -поправка на компановку, -поправка, учитывающая изменение физических параметров потока. (Вышеперечисленные поправки определяются потой же номограмме).

8.Толщина излучающего слоя:

[1,ф.6-21 стр.167]

Суммарная оптическая толщина: [1,ф.6-20 стр.167]

=0-kоэффициент ослабления лучей золой;

=0-конценрация золовых частиц;

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

9.Коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением: [1,ф.6-22 стр.167]

Температура стенки:

и - определяем по номограмме[1,рис.6-7, стр.172]

10.Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева:

Где -коэффициент использования, =1

11.Коэффициент теплопередачи: [1,ф.6-26 стр.172]

где =0,85-коэффициент тепловой эффективности;[1,табл.6-2, стр.174]

12.Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева на 1м³ газа: из [1,ф.6-27 стр.172]

По принятым значениям температуры, полученным определяем температуру продуктов сгорания после поверхности нагрева. Для этого строим зависимость . Точка пересечения прямых указывает на искомую температуру , которую следовало бы принять в расчете.

=495 ;

Аэродинамический расчет трубных пучков

Таблица 29

Расчет сопротивления первого трубного пучка

Наименование величины	Обозначение	Единица измерения	Расчетная формула или источник	Расчет	Резуль- тат
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	-	По конструктивным данным	110/51	2,157
Относительный продольный шаг труб	S2/d	-		90/51	1,765
Средняя скорость газов в газоходе	wср	м/с	По тепловому расчету	-	7,7
Средняя температура дымовых газов	θср	°С	По тепловому расчету	-	582
Число рядов труб в глубину пучка по ходу дымовых газов	z2	-	По конструктивным данным	-	10
Коэффициент сопротивления одного ряда коридорного пучка	ζо	-	Номограмма [Л.2, стр.142-143] ζо=сs·cd·Δhтр	1·0,88·0,36	0,32
Коэффициент сопротивления всего пучка	ζп	-	Номограмма [Л.2,стр.140-141] ζп= ζо·(z2+1)	0,32·(10+1)	3,52
Плотность газа при средней температуре	ρср	кг/м3			0,338
Динамическое давление при средней скорости и средней плотности	hд	мм вд.ст.			1,02
Коэффициент сопротивления одного поворота под 90°	ζ	-	Таблица [Л.2, стр.137]	-	1,0
Сопротивление первого трубного пучка	ΔhI	мм вд.ст	hд(ζп + ζ)	1,02(3,52+1)	4,62

Подводя итог расчетов дополнительного задания, можно сделать вывод о том, что при шахматной компоновке трубных пучков глубоко расположенные трубы по ходу дымовых газов омываются или примерно такие, как и трубы первого ряда. В коридорных же пучках все трубы второго и последующих рядов находятся в вихревой зоне впереди стоящих; между трубками по глубине пучка получается застойная зона с относительно слабой циркуляцией дымовых газов. Поэтому здесь как лобовая, так и кормовая части трубок омываются со значительно меньшей интенсивностью, чем те же части одиночной трубки или лобовая часть первого ряда в пучке.

Благодаря шахматной компоновке конвективной части котла в расчете на выходе из этих пучков были получены температуры меньше, чем таковые при коридорной компоновке. Объясняется это лучшими условиями теплообмена между дымовыми газами и трубами в случае шахматных пучков и худшими в случае коридорных пучков. Одновременно с этим положительным эффектом наблюдается и отрицательный с точки зрения теплообмена – снижается средняя скорость в узком сечении пучка из-за некоторого охлаждения дымовых газов, что уменьшает температурный напор и теплоотдачу. В результате совместного влияния перечисленных факторов температура на выходе из пучков снижалась довольно умеренно. В виду того, что поток дымовых газов многократно в шахматном трубном пучке меняет направление движения, постоянно огибая очередную встречную ему трубку, то сопротивление его будет заметно больше сопротивления коридорного трубного пучка при прочих равных условиях, что и наблюдается в расчетах.

Конечно, шахматная разбивка конвективных пучков с точки зрения теплоотдачи предпочтительнее коридорной, но на практике ее применяют редко в виду сложности при организации процесса очистки пучков, их обдувки.