4.2 Тепловий розрахунок кип’ятильного пучка

Тепловий розрахунок кип’ятильного пучка виконується шляхом сумісних вирішень рівняння теплопередачі та теплового балансу.

При перевірочному тепловому розрахунку поверхня кип’ятильного пучка задана по кресленню.

Поверхня теплопередачі, м²:

;

де n = 12 – кількість труб в ряді;

d_вн = 0,06 м – внутрішній діаметр кип’ятильних труб пучка;

z = 14 – кількість рядів труб;

(м²)

Розрахуємо довжину труб в кожному ряду пучка:

м;

м;

м;

м;

м;

Середня довжина труб, м:

(м)

Для подальшого розрахунку задаємося температурою газів на виході:

Середня температура газів, :

Визначимо площу живого січення, м²:

;

(м²)

Витрата димових газів, м³/с:

;

де - коефіцієнт надлишку газів на виході з кип’ятильного пучка;

м³/с

Швидкість газів в міжтрубному просторі, м/с:

;

(м/с)

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/(м²∙К):

де - зовнішній діаметр трубок, мм;

- швидкість пара в міжтрубному просторі, м/с;

Вт/(м²∙К)

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м²∙К):

де = 0,8 – міра чорноти забрудненої поверхні;

T₃ – температура забрудненого повітря, К:

T₃ =

де – міра чорноти газів:

;

де k - коефіцієнт послаблення променів, (1/м∙МПа):

;

(1/м∙МПа);

Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, Вт/(м²∙К):

Оптична товщина випромінювання, м:

Задаємося значенням кроку труб по ходу газів (м);

Крок труб по фронту м;

(м)

Коефіцієнт теплопередачі , Вт/(м²∙К):

;

де = 0,85 – коефіцієнт ефективності;

Вт/(м²∙К)

Визначення температурного натиску:

Малюнок 4.2- Схема температурного натиску

Середній температурний натиск, :

Кількість теплоти, яку віддав газ в кип’ятильному пучку, кДж/м³:

(кДж/м³)

Ентальпія газів на виході з кип’ятильного пучка, кДж/м³:

де - ентальпія газів на вході в кип’ятильний пучок при ;

= 0,05 - величина присосів повітря, кДж/м³;

– ентальпія присосів повітря, кДж/м³;

(кДж/м³)

По табл. 2.4 визначимо температуру димових газів після кип’ятильного пучка: