Qk
FK
=
(XI,46)
200
т 600 800 1000 t,°c
где
Д/ср
— средняя разность темпера-
тур
между потоками дымовых газов и
сырья;
К — коэффициент теплопере-
дачи
от продуктов сгорания к сырью.
Определение
величины коэф-
фициента
теплопередачи.
Коэф-
Рис.
XI-15.
Зависимость коэффициента
А,
в
уравнении (XI, 51) от средней температу-
ры
дымовых газов.
В
конвекционной камере 60—70% общего
количества тепла
передается
конвекцией, 20—30% — радиацией от горячих
про-
дуктов
сгорания и около 10% — излучением нагретых
стенок ка-
меры.
Общее количество тепла QK,
воспринятого
трубами в кон-
векционной
камере, определя-ется
по уравнению (Х1,30). По-
верхность
конвекционных труб
рассчитывают
по формуле7. Тепловой расчет камеры конвекции
A/cpKфициент
теплопередачи в камере конвекции
определяется по формулеК=
I/O!+ 6/31+1/0, (Х1,47)
где
ах
— коэффициент теплоотдачи от горячих
продуктов сгорания к стенке трубы; а2
— коэффициент теплоотдачи от стенки
трубы к потоку сырья; 6 — толщина
стенки трубы; К — коэффициент
теплопроводности материала труб.
*
= а1=1Л(ар.к
+ ак.к) (XI,48)
Обычно
величина а2
значительно больше (примерно в 10 раз),
чем аг.
Величина термического сопротивления
стенки трубы 6/Х также незначительна.
Поэтому коэффициент теплопередачи К
*** ^ а1т
С учетом этого замечания вычислим
коэффициент теплопередачи /С.Конвекционная
поверхность воспринимает тепло в
результате прямого соприкосновения с
продуктами сгорания и излучения
трехатомных газов и кладки. Поэтому
коэффициент К рассматривают состоящим
из суммы двух коэффициентов: ар.к
— коэффициента теплоотдачи излучением
трехатомных газов и ак#
к
— коэффициента теплоотдачи конвекцией.
Излучение кладки учитывается
коэффициентом 1,1:Коэффициент
теплоотдачи излучением зависит от
концентрации и температуры трехатомных
газов С02,
S02,
Н20,
толщины газового слоя, температуры
стенки труб и может быть определен по
специальным номограммам.
«р.
к =2,33 (0,0 Шср
— 1) (XI,49)
где
/Ср
— средняя температура продуктов
сгорания в камере конвекции.
In
(tn/tyx)
'ср
= (XI,50)
<*к.
к = 0,35Л (XI ,51)
где
и
— массовая скорость дымовых газов,
кг/(м2-с);
d
—
наружный диаметр труб, м.
Расчет
средней
разности температур.
Сырье
Рис.
XI-16. Схема
к расчету средней разности температур
Продукты сгорания в
камере конвекции. tn — ^
tyX
Среднюю
температуру продуктов сгорания в камере
конвекции
рассчитывают
по уравнениюtn
tyxДля
технических расчетов коэффициент
теплоотдачи ар.
можно
определить по уравнениюВеличина
коэффициента теплоотдачи конвекцией
ак.к
зависит от скорости движения газов, их
средней температуры, температуры
наружной поверхности труб, наружного
диаметра труб, числа рядов труб в
направлении движения газов, числа труб
по ширине и глубине пучка. Для приближенного
расчета величины аКвК
при шахматном расположении труб в пучке
пользуются уравнениемКоэффициент
А
в уравнении (XI,51) определяют по графику
на рис. XI-15. Коэффициент теплоотдачи
обычно составляет 25—50 Вт/(м2
К).
В конвекционной камере в общем
осуществляется противоток между сырьем
и продуктами сгорания (рис. XI-16).Температуры
газов на перевале /п,
уходящих из камеры конвекции /ух,
и сырья на входе в камеру конвекции t±
известны.
Температуру сырья на выходе из камеры
конвекции определяют по уравнейию
(XI,31), исходя из энтальпии сырья /к.
Обычно предполагают, что сырье уходит
из камеры конвекции в жидком состоянии.
Это предположение достаточно обосновано,
так как в этой части змеевика более
высокое давление и относительно
невысокая температура сырья.При
испарении сырья часть тепла затрачивается
на перевод его в парообразное состояние,
и температура
tK
оказывается
ниже. Это обстоятельство можно учесть
после проведения гидравлического
расчета змеевика печи, когда давление
на выходе из конвекционных труб
будет известно. Для этого рассчитывают
энтальпию сырья на выходе из
конвекционных труб по уравнению (XI,31).