3.1.Розрахунок втрат тепла з поверхні котла

Сумарні втрати тепла з поверхні котла складаються з втрат променевим та конвекційним теплообміном та визначаються за формулою, Вт

, (59)

де , - втрати тепла променевимта конвективним теплообміном,

Втрати тепла променевим теплообміном визначаються за формулою,

, (60)

де - ступінь чорноти стінки котла ( );

- коеф. випромінювання абсолютного чорного тіла(

- абсолютна температура зовнішньої поверхні котла, К;

- абсолютна температура повітря в котельні, К.

Втрати тепла конвекційним теплообміном визначаються за формулою, Вт

, (61)

де - коефіцієнт тепловіддачі від поверхні котла до повітря, ,

, (62)

де - критерій Нуссельта;

- висота котла, м;

- коефіцієнт теплопровідності повітря при температурі в котельні, , [2, табл. 9, ст. 263]:

Для знаходження критерію Нуссельта використаємо рівняння тепловіддачі при природній конвекції біля вертикальних плоских поверхонь розміром якщо .

Число Грасгофа визначається за формулою:

, (63)

де - прискорення вільного падіння ( );

- температурний напір між стінкою котла та повітрям,^оС;

- коефіцієнт температурного розширення, ;

- коефіцієнт кінематичної в’язкості повітря при температурі в котельні, м²/с, [2, табл. 9, ст. 263].

. (64)

. (65)

Тоді,

.

Визначаємо число Прандтля при температурі повітря в котельні з [2, табл. 9, ст. 263]:

.

Оскільки, , то критерій Нуссельта визначається за формулою:

. (66)

Тоді,

Згідно з формулою (61) втрати тепла конвективним теплообміном рівні:

Тоді,

3.2.Визначення товщини ізоляції котла

Кількість теплоти, що передається через ізоляцію визначається за формулою, Вт

, (67)

де - коефіцієнт теплопровідності матеріалу ізоляції, ;

- товщина ізоляції, м.

Для заданої поверхні ізоляції (Діатоміт) коефіцієнт теплопровідності визначається за формулою:

Середня температура поверхні ізоляції котла визначається за формулою, ^оС

. (68)

Тоді,

Із (67) товщина ізоляції визначається за формулою, м

. (69)

3.3.Внутрішній баланс котла

Внутрішній баланс котла рівний:

, (70)

де - тепло, що утворилося при згорянні палива, МВт;

- тепло, що втрачається за рахунок конвективного теплообміну, МВт;

- тепло, що втрачається за рахунок променевого теплообміну, МВт.

3.3.1.Знаходження конвекційної складової балансу

, (71)

де - середньо інтегральне значення коефіцієнта тепловіддачі від димових газів до стінок екранів котла, ;

- температура факелу, .

При температурі факелу необхідно визначити фізичні властивості димових газів ( ), [2, табл. 16, ст. 270-271].

, (72)

, (73)

. (74)

де - поправочні коефіцієнти, що враховують відхилення об’ємного складу продуктів згорянні від середнього, вибираються з таблиць в залежності від температурі факелу та об’ємної долі водяної пари ( ), з [6, Додаток 1, табл.9-11 ст.30-31].

Тоді,

Для визначення режим руху димових газів всередині котла, необхідно визначити число Рейнольдса за формулою:

, (75)

де - швидкість руху димових газів, що омивають внутрішню поверхню котла, м/с.

Приймаємо

ОскількиRe = 1658866>5·10⁵то режим руху турбулентний, тоді критерій Нуссельта визначається за формулою:

, (76)

де - число Прандтля димових газів при температурі стінки екранів котла, [2, табл. 16, ст. 270-271].

Тоді,

Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до стінки котла визначиться за формулою,

. (77)

Середньо інтегральне значення коефіцієнта тепловіддачі від димових газів до стінок котла визначиться за формулою,

. (78)

Тоді,