6. Розрахунок теплообміну випромінюванням у топці

При розрахунках теплообміну випромінюванням у топці насамперед треба визначити адіабатну температуру горіння. Вона знаходиться при надлишку по­вітря за топкою і ентальпії, що дорівнює корисному тепловиділенню у топці.

Корисне тепловиділення розраховується за залежністю

, (6.1)

де - теплота, що вноситься повітрям до топки

, (6.2)

де - присос повітря у топці; - присос повітря у пилосистемі; - ентальпії теоретично необхідного об'єму при температурах гарячого і присосаного холодного повіт­ря, кДж/кг; - ентальпія газів, що відбираються на рециркуляцію; r - коефіці­єнт рециркуляції.

Рециркуляція продуктів згоряння із зниженою температурою до топки призводить до зменшення адіабатної температури. При цьому надлишок повіт­ря після змішування топкових газів з газами рециркуляції буде

, (6.3)

де - надлишок повітря у газах, що відбираються на рециркуляцію.

Інтальпія продуктів згоряння після змішування буде

. (6.4)

Завдання 6.

1. Визначити адіабатну температуру горіння палива (додаток, таблиця Д1). Умови спалювання палива: топка з твердим шлаковидаленням, температу­ра гарячого повітря вибирається з таблиці 6.1, температура холодного повітря приймається = 25 ⁰С. Розрахункові характеристики топки приймаються з додатку ( таблиця Д4), присос у пилосистемі прийняти = 0, у топці = 0,05.

2. Визначити зміну адіабатної температури при уведенні газів рециркуляції до ядра горіння у кількості, що відповідає значенням r = 0,1; 0,15. Відбір газів на рециркуляцію відбувається за повітропідігрівником при = 130 ⁰ С і надлишку повітря = 1,39.

Таблиця 6.1 - Температура гарячого повітря

Передостання цифра залікової книжки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
, 0С	200	225	250	275	300	325	350	375	400	425

Примітка. При розв'язанні завдання по п.6.1. розраховуються ентальпії продуктів згоряння при в очікуваному діапазоні адіабатної температури (2000…2200 ⁰С). Для визначення адіабатних температур при рециркуляції необ­хідно побудувати ентальпійну таблицю за залежністю (6.4) при температурах близьких до очікуваних значень .

7. Розрахунок конвективних елементів

Тепловіддача від продуктів згоряння до стінки у конвективних елементах (пароперегрівниках, економайзерах) визначається за формулою

, (7.1)

де - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, кВт/(м²·К);

- коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, кВт/(м²·К);

- коефіцієнт використання, що враховує зменшення теплосприймання поверхні нагріву.

Коефіцієнт залежить від типу пучка труб (шахового або коридорного), а коефіцієнт для котельних поверхонь визначається за формулою

, (7.2)

де n = 4 для зольних палив і 3,6 - для беззольних; - коефіцієнт випромі­нювання продуктів згоряння при температурі потоку; Т - температура продук­тів згоряння, К; - температура забрудненої стінки, К.

Коефіцієнт випромінювання

, (7.3)

де ,

;

;

і - об'ємні частки трьохатомних газів і водяної пари.

Ефективна товщина випромінюючого шару між трубами елементу

.

де і - поперечний і поздовжній кроки труб; d - зовнішній діаметр труб.

Завдання 7.

1. Визначити коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням у трубному пучку, якщо зовнішній діаметр труб d = 32 мм, поздовжній крок труб S₂ = 48 мм, температура t = 500 ⁰С, температура забрудненої стінки t₃ =400 ⁰С, тиск газів р = 0,1МПа. Паливо прийняти як в завданні 6; надлишок повітря = 1,2; = 0,028; К_зл = 110. Значення поперечного кроку труб вибирається з таблиці 7.1.

2. Збільшити температуру газів до 800 ⁰С і також визначити , зробити порівняння і висновки.

Таблиця 7.1 - Значення поперечного кроку труб

Передостання цифра залікової книжки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
S1, мм	70	74	78	82	86	90	94	98	102	106