Дипломный проект. Модернизация котла ПТВМ - 100 (укр) / ПТВМ-100 / 5 Аеродинамічний розрахунок

5 АЕРОДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК

5.1 Конвективний пакет 1 (КП 1)

Розташування труб – шахматне

Диаметр труб d = 32 мм

Товщина стінки s = 4 мм

Поперечний крок S₁ = 126 мм

Продольний крок S₂ = 29 мм

Кількість труб по ходу газів z₂ = 38 шт

Середня швидкість газів w = 3 м/с

Поправочний коефіцієнт к = 1,2

Середня температура газів, ^оС:

, (5.1)

.

Відносний поперечний крок:

, (5.2)

.

Діагональний крок:

, (5.3)

.

Відношення:

, (5.4)

.

Динамічний тиск [6. рис. VII-2] ,мм.вод.ст:

, (5.5)

де h_д1 – динамічний тиск при швидкості 4 м/с:

.

Опір КП 1 [6. рис.VII-7], мм.вод.ст:

, (5.6)

.

5.2 Конвективний пакет 2 (КП 2)

Розташування труб – шахматне

Диаметр труб d = 32 мм

Товщина стінки труби s = 4 мм

Поперечний крок S₁ = 126 мм

Продольний крок S₂ = 29 мм

Кількість труб по ходу газів z₂ = 38 шт

Середня сшвидкість газов w = 1,7 м/с

Поправочний коефіцієнт к = 1,0

Відносний поперечний крок (см. п. 1)

Діагональний крок (см. п. 1)

Відношення (см. п. 1)

Середня температура газів, ^оС:

, (5.7)

.

Динамічний тиск [6. рис. VII-2], мм.вод.ст:

, (5.8)

де h_д1 – динамічний тиск при швидкості 4 м/с;

.

Опір КП 2 [6. рис.VII-7], мм.вод.ст:

, (5.9)

.

5.3 Шибер

1)Раптова зміна перетину (вхід):

Вхідний перетин, м²:

, (5.10)

.

Вихідний перетин, м²:

.

Відношення:

.

Коефіцієнт опору [6. рис. VII-11]:

ξ = 0,46.

Швидкість потоку в меньшому перерізі, м/с:

, (5.11)

.

Динамічний тиск [6. рис. VII-2], мм.вод.ст:

.

Опір входу, мм.вод.ст:

, (5.12)

.

2)Раптова зміна перетину (вихід), м²:

Вхідний перетин, м²:

.

Віходний перетин, м²:

, (5.13)

.

Відношення

.

Коефіцієнт опору [6. рис. VII-11]:

ξ = 0,97.

Швидкість потока в меньшому сперетені ,м/с:

, (5.14)

.

Динамічний тиск [6. рис. VII-2], мм.вод.ст:

.

Опір вихіда, мм.вод.ст:

, (5.15)

.

Опір шибера, мм.вод.ст:

, (5.16)

.

5.4 Конфузор

Вхідний перетин, м²:

, (5.17)

.

Вихідний перетин, м²:

, (5.18)

.

Відношення:

.

Коефіцієнт опору [6. рис. VII-11]:

ξ = 0,37.

Швидкість потока в меньшому перетині, м/с:

, (5.19)

.

Динамічний тиск [6. рис. VII-2], мм.вод.ст:

.

Опір вихода, мм.вод.ст:

, (5.20)

.

5.5 Самотяга топки

Теоретична температура горіння, ^оС.

.

Температура на виході з топки, ^оС:

Середня температура топки, ^оС:

, (5.21)

.

Висота топки (від пальникі до вихода з топки),м:

.

Щільність зовнішноьго повітря при t = –20 ^оС [6. п. 2-45], (кгс·с²)/м⁴:

, (5.22)

Коефіцієнт [6. рис VII-26] ;

_.

Щільність димових газів, (кгс·с²)/м⁴:

, (5.23)

Самотяга топки, мм.вод.ст:

, (5.24)

.

5.6 Самотяга конвективної частини

Висота конвективної частини,м:

.

Середня температура газів ^оС,:

, (5.25)

.

Самотяга конвективної частини, мм.вод.ст:

, (5.26)

.

5.7 Самотяга диффузора

Висота диффузора, м:

.

Середня температура газів, ^оС:

^оС.

Самотяга диффузора, мм.вод.ст:

, (5.27)

.

5.8 Опір котла

Суммарний опір котла без урахування самотяги, мм.вод.ст:

.

Суммарний опір котла з урахуванням поправки, мм.вод.ст:

, (5.28)

.

Суммарний опір котла з урхуванням самотяги, мм.вод.ст:

, (5.29)

.

де – розрідження на виході з топки, приймаєтся равним 2 мм.вод.ст.

5.9 Опір димової труби

Охлаждение газов в трубе [7. стр. 211], ^оС:

, (5.30)

.

де Q – теплопродуктивність котла, яка дорівнює 51,930Гкал/год.

Н_тр – висота труби, яка дорівнює 40,5 м.

Середня температура газів в трубі, ^оС:

, (5.31)

.

Швидкість газів,м/с:

, (5.32)

.

де D – диаметр труби, який дорівнює 3,2 м.

Динамичний тиск [6. рис. VII-2], мм.вод.ст:

.

Коефіцієнт опору вихода з труби під ковпак [7. диагр. 11-16 кривая 3]:

.

Опір вихода з труби, мм.вод.ст:

, (5.33)

.

Еквівалентний диаметр труби, м:

.

Коефіцієнт [7. табл VII-2]:

.

Коефіцієнт тертя:

, (5.34)

.

Сопротивление трения, мм.вод.ст:

, (5.35)

.

Загальний опір труби, мм.вод.ст:

, (5.36)

.

5.10 Самотяга димової трубы

, (5.37)

.

5.11 Перевірка тяги [7. п. 2-61]:

, (5.38)

.

25,82 > 25,33

Розрядження на виході з топки, мм.вод.ст:

, (5.39)

.

Розрядження на рівні пальника, мм.вод.ст:

, (5.40)

.