5.1 Расчет фестона.

Рис 2.Эскиз фестона

Все перечисленные величины берутся по чертежам заданного котла:

Ширина газохода: а=4120 мм;

Высота газохода: в=2860 мм;

Диаметр, толщина и средняя длина труб фестона: d=60 mm; S=3 mm; L=4000mm;

Число труб в фестоне: n=75;

Число труб в одном ряду: z₁=25;

Число рядов труб: z₂=3;

Поперечный шаг труб в фестоне: s₁=210 мм ;

Продольный шаг труб в фестоне: s₂=120 мм .

Шаг труб заднего экрана (по чертежу):S_з.с=70 мм;

Поперечный шаг труб в фестоне (по чертежу):S₁=z₂·S_з.с=210 мм;

Расстояние от оси труб заднего экрана до боковой стенки топки (по чертежу):

l'=260 мм.

Количество труб в фестоне:

n=(a-2l')/S_з.с, шт,

n=(4360-2·260)/80=48 шт;

Число труб в одном ряду: z₁=n/3=75/3=25;

Относительный поперечный и продольный шаг фестона [1, п.7-16]:

₁=S₁/d=210/60=3,5,

₂=S₂/d=120/60=2.

Полная теплообменная поверхность фестона

,

где d - диаметр труб фестона, м;

L - средняя длина труб в фестоне, м;

п - число труб в фестоне.

5.1.2 Живое сечение для прохода дымовых газов [1, п.7-16]

F = ab-z₁dL = 4.12 • 2.86 - 25 • 0.06 • 4 = 5.7832 м²,

5.1.3 Температура газов перед фестоном (равна температуре газов на выходе из топки) . Температура газов за фестоном принимаем. . Тогда средняя температура газов в фестоне [1,п.7-17]

5.1.4 Расчетная скорость дымовых газов в фестоне [1, п.7-15]

где F - площадь живого сечения для прохода газов, м²;

В_р - расчетный расход топлива, кг/с;

- объём газов на 1 кг топлива, м³/кг (Приложение таб.1);

- средняя температура газов в фестоне ,⁰ С.

5.1.5 Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шахматных гладкотрубных пучков [1, номограмма 7]. Значение коэффициента без учета поправок =54,5 Вт/(м К); Поправка на число рядов труб (z₂=3) C_z=0,923; Поправка на объемную долю водяных паров в потоке газов Сф=0,985;

Поправка на геометрическую компоновку пучка C_S=0,1. Тогда расчетное значение коэффициента теплоотдачи

5.1.6Коэффициент теплоотдачи излучением в межтрубном пространстве [1, номограмма 18].

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания [1, п.7-36]

где ,1/мМПа коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания; k_Г°- коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами; - коэффициент поглощения лучей частицами золы.

,1/(м МПа),

где - концентрация золы в продуктах сгорания.

Коэффициент принимается [1, табл. 6.1.]:

для топок с твердым шлакоудалением =0,8.

S- эффективная толщина излучающего слоя.

.

Тогда

1/(м МПа),

Степень черноты продуктов сгорания в фестоне [1, номограмма 17] а = 0.19. Температура загрязненной стенки[1, п.7-39]

t₃=t + t,

где t- средняя температура окружающей среды принимается равной температуре насыщения при давлении в котле р=3,9 МПа, следовательно, t=248.84 °C [1, таблица XXIII]; t -при сжигании твердых топлив принимаем равной 50°С.

Тогда t₃ =248.84+ 50 = 298.84° С.

Значение коэффициента без учета поправок [1, номограмма 18] _н=150 Вт/(мК); Коэффициент теплоотдачи излучением в пучке труб

Вт/(м²К). (8.1.6)

5.1.7 Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы [1, п.7-08]

, (4.1.7)

где ,- коэффициент использования поверхности для поперечного омывания пучков

= 1 [5].

Вт/(мК);

5.1.8 Коэффициент теплопередачи для фестона [1, п.7-08]

В/т (мК), (4.1.8)

где у/- коэффициент тепловой эффективности экранов, = 0,54 [1, с.71].

Вт/(мК),

5.1.9. Передача теплоты за счет конвекции по формуле:

5.1.10 Количество тепла, переданного газами фестону (тепловосприятие по балансу), где ,

(Приложение таблица 2);

кДж/кг

5.1.11 Относительная невязка баланса:

Расхождение между значениями тепловосприятий по уравнениям баланса и те­плопередачи не превышает 5%, то расчет фестона считаем законченным.