6.2 Тепловой расчёт второго газохода
1. По чертежу определяются конструктивные характеристики второго конвективного газохода: площадь поверхности нагрева, шаг труб и рядов (расстояния между осями труб), диаметр труб, число труб в ряду, число рядов труб и площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (таблица 8). Для данной конструкции котла ширина газохода а=1,075 м, а высота b=2,1 м [2].
Таблица 8
Конструктивные характеристики второго газохода [2]
|
Наименование величин |
Условные обозначения |
Результаты |
|
Поверхность нагрева, м2 |
Н |
93 |
|
Число рядов труб: вдоль оси котла поперек оси котла |
z1 z2 |
11 22 |
|
Диаметр труб, мм |
dн |
51х2,5 |
|
Расчётные шаги труб в мм. продольный поперечный |
S1 S2 |
100 110 |
2. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания (6.3)
.
3.
Предварительно
принимаем два значения температуры
продуктов сгорания после рассчитанного
газохода
и
.
4. Определяем тепло, отданное продуктам сгорания (6.2), кДж/кг
,
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
5. Определяем расчётную температуру потока продуктов сгорания в конвективном газоходе (6.5)
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
6. Определяем температурный напор (6.6)
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
7. Определяем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева (6.7)
,
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
8. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева (6.8)
,
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
9. Определяем степень черноты газового потока (6.9),
,
,
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
10. Определяем коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева (6.11), (6.12)
,
,
.
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
11. Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрев (6.13)
,
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
12. Определяем коэффициент теплопередачи (6.14)
,
где
-
коэффициент тепловой эффективности
для конвективных поверхностей нагрева
при сжигании каменного угля[2].
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
.
13. Определяем количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, на 1 кг топлива (6.15), (6.16)
,
для температуры 200˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
,
для температуры 400˚С после конвективной поверхности нагрева:
,
.
15.
По принятым двум значениям температуры
и полученным двум значениямQб
и QТ
производится графическая интерполяция
для определения температуры продуктов
сгорания после поверхности нагрева.
Так
как
(отличается от
менее
чем на 50˚С), то определяемQT,
сохранив прежним коэффициент теплопередачи
(6.15), (6.16).
.
QT200
QT300
Qб200
Qб300
Рисунок 6. Графическое определение расчётной температуры
Составляем сводную таблицу.
Таблица 9
Теплотехнические характеристики второго газохода
|
Наименование величины |
Условное обозначение |
Расчётная формула |
Результаты
при
| |
|
200˚С |
400˚С | |||
|
Температура дымовых газов перед 1-м газоходом, ˚С |
|
(5.23) |
570 |
570 |
|
Теплосодержание дымовых газов перед 1-м газоходом, кДж/кг |
|
(5.7) |
8805 |
8805 |
|
Температура дымовых газов за первым газоходом, ˚С |
|
|
200 |
400 |
|
Теплосодержание дымовых газов за 1-м газоходом, кДж/кг |
|
Таб. 3
|
3105,955 |
6380,185 |
|
Теплота, отданная продуктам сгорания, кДж/кг |
Qб |
(6.2) |
5609,71 |
2401 |
|
Расчётная температура потока продуктов сгорания в конвективном газоходе, ˚С |
|
(6.5) |
385 |
485 |
|
Температурный напор, ˚С |
Δt |
(6.6) |
193 |
293 |
|
Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с |
|
(6.7) |
7,01 |
8,08 |
|
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/м2·К |
|
(6.8) |
58,3 |
62,54 |
|
Толщина излучающего слоя, м |
s |
(6.10) |
0,201 |
0,201 |
|
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, (м·МПа)-1 |
кГ |
(5.14) |
37,7 |
36,07 |
|
Суммарная сила поглощения газовым потоком, м-ата |
крs |
(6.9) |
0,155 |
0,148 |
|
Степень черноты газового потока |
a |
Прил.1 |
0,144 |
0,138 |
|
Коэффициент теплоотдачи излучением не запыленного потока, Вт/м2·К |
|
(6.11) |
3,89 |
4,554 |
|
Температура загрязненной стенки, ˚С |
tз |
(6.12) |
217 |
217 |
|
Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева, Вт/м2·К |
|
(6.13) |
62,19 |
6,094 |
|
Коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К |
К |
(6.14) |
40,42 |
42,61 |
|
Температурный напор, ˚С |
Δt |
(6.16) |
96 |
285 |
|
Количество теплоты, воспринятое поверхностью нагрева, кДж/кг |
QТ |
(6.15) |
1090 |
3491 |
