3.1 Геометрична характеристика топки

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

Загальна площа стін визначається за формулою, м²:

; (3.1)

де фронтальна стінка визначається за формулою:

(м²) (3.2)

Задня стінка визначається за формулою:

(м²) (3.3)

Бокова стінка визначається за формулою:

(м²) (3.4)

Загальна площа стін топки та камери згорання складе:

(м²)

Об’єм топки визначається:

(м²) (3.6)

Сумарна площа поверхні теплопередачі, м² :

; (3.7)

(м²)

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

Ефективна товщина випромінюючого шару пламені, м :

(м) (3.8)

3.2 Розрахунок теплообміну в топкі:

Корисне теплове виділення в топкі,кДж/м³:

; (3.9)

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

; (3.10)

По таблиці 2.3 визначимо ентальпію повітря,що подається при :

=792,02 (кДж/м³);

Та ентальпію присосів повітря при :

=155,22 (кДж/м³);

=1,05 – коефіцієнт надлишку повітря на виході з топки;

=0,05 - величина присосів повітря [2].

(кДж/м³)

(кДж/м³)

Визначимо параметр М, що враховує розподіл температури в топкі:

; (3.11)

де Х_т – відносний рівень розташування пальників:

(3.12)

де - висота розташування пальника, задана конструктивним розміром;

- повна висота топки, задана конструктивним розміром.

Середній коефіцієнт теплової ефективності екранів:

; (3.12)

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

- рівень екранування топки;

Приймаємо приблизну температуру димових газів на виході з топки . По таблиці 2.4 визначимо ентальпію продуктів згорання на виході з топки:

(кДж/м³);

Кількість тепла при адіабатному згоранні:

; (3.13)

(кДж/м³)

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

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

; (3.14)

Сумарний парціальний тиск 3-х атомних газів, МПа:

; (3.15)

(МПа)

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

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

; (3.16)

; (3.17)

де = 0,452 – згідно з [табл. 2.1];

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

; (3.18)

де = 0,232 – 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):

; (3.19)

(1/м∙МПа) (3.20)

(1/м∙МПа)

Знайдемо коефіцієнт послаблення променів топочної середи:

(1/м∙МПа)

Міра чорноти факела:

; (3.20)

де kps – сумарна сила поглинання топочного об’єму;

Міра чорноти газів, що не світяться:

; (3.21)

Ефективна міра чорноти факелу:

; (3.22)

Міра чорноти топки:

; (3.23)

Визначимо дійсну температуру газів на виході із топки,

; (3.24)

Приймаємо температуру на виході із топки = 993,5 .

По табл. 2.4 визначимо ентальпію продуктів згорання на виході із топки:

(кДж/м³)

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

(3.25)

(кДж/м³)