4.1 Геометрична характеристика топки

Площа стін та об’єм топочної камери визначається за допомогою креслення котла.

Загальна площа стін визначається за формулою, м²:

; (4.1)

де фронтальна стінка визначається за формулою:

(м²) (4.2)

Задня стінка визначається за формулою:

(м²) (4.3)

Бокова стінка визначається за формулою:

(м²) (4.4)

Загальна площа стін топки та камери згорання складе:

(м²)

Об’єм топки визначається:

(м²) (4.6)

Сумарна площа поверхні теплопередачі, м² :

; (4.7)

(м²)

де x = 0,97 – ступінь екранування топки [2];

Ефективна товщина випромінюючого шару пламені, м :

(м) (4.8)

3.2 Розрахунок теплообміну в топкі:

Корисне теплове виділення в топкі,кДж/м³:

; (4.9)

де Q_в – тепло, яке вводиться в топку з повітрям,кДж/м³:

; (4.10)

По таблиці 2.2 визначимо ентальпію повітря,що подається при :

= 187 (кДж/м³);

Та ентальпію присосів повітря при :

= 31 (кДж/м³);

=1,1 – коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки;

=0,05 - величина присосів повітря .

(кДж/м³)

(кДж/м³)

Визначимо параметр М, що враховує розподіл температури в топкі:

; (4.11)

де Х_т – відносний рівень розташування пальників:

; (4.12)

,

де - висота розташування пальника, задана конструктивним розміром;

- повна висота топки, задана конструктивним розміром.

Середній коефіцієнт теплової ефективності екранів:

; (4.12)

де = 0,65 – коефіцієнт, який враховує забруднення;

- рівень екранування топки;

Приймаємо приблизну температуру димових газів на виході з топки . По таблиці 2.2 визначимо ентальпію продуктів згорання на виході з топки:

(кДж/м³);

Кількість тепла при адіабатному згоранні:

; (4.13)

(кДж/м³)

Температуру адіабатного згорання визначимо по І-S діаграмі водяної пари:

Середня сумарна теплоємність продуктів згорання на 1м³ визначається, кДж/(м³∙к):

; (4.14)

Критерій Больцмана:

Сумарний парціальний тиск 3-х атомних газів, МПа:

; (4.15)

(МПа)

де =0,452 - сумарна об’ємна доля 3-х атомних газів, (табл. 2.1).

Коефіцієнт послаблення променів топочної середи, (1/м∙МПа):

; (4.16)

; (4.17)

де = 0,27 – згідно з [табл. 2.1];

- коефіцієнт послаблення променів 3-х атомними газами, (1/м∙МПа):

; (4.18)

де = 0,041 – об’ємна доля водяної пари, (табл. 2.1);

- температура димових газів на виході з топки;

- сумарний парціальний тиск 3-х атомних газів .

(1/м∙МПа);

(1/м∙МПа).

Коефіцієнт послаблення променів сажистими частками, (1/м∙МПа):

; (4.19)

(1/м∙МПа) (4.20)

(1/м∙МПа)

Знайдемо коефіцієнт послаблення променів топочної середи:

(1/м∙МПа)

Міра чорноти газів, що світяться:

; (4.20)

де kps – сумарна сила поглинання топочного об’єму;

Міра чорноти газів, що не світяться:

; (4.21)

Ефективна міра чорноти факелу:

; (4.22)

Міра чорноти топки:

; (4.23)

Визначимо дійсну температуру газів на виході із топки,

; (4.24)

Приймаємо температуру на виході із топки = 1012 .

По табл. 3.2 визначимо ентальпію продуктів згорання на виході із топки:

(кДж/м³)

Кількість тепла, сприйнятого в топкі на 1 м³ палива, кДж/м³:

(4.25)

(кДж/м³)