2) Расчёт теплообмена в топке.

6.2.1) Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки _т^’’ с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

где T_m^’’=_m^’’+273 — абсолютная температура газов на выходе из топки, [K];

T_a= _a+273 — температура газов, которая была бы при адибатическом

сгорании топлива, [K];

B_о — критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся рясчётные.

6.2.2) Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_а :

При t_гв=210С  J_гв^о=731,7 ккал/м³

При t_хв=30С  J_хв^о=103,8 ккал/м³

Количество тепла, вносимое в топку с воздухом Q_в, определяем по формуле:

ккал/м³

Полезное тепловыделение в топке Q_т соответствует энтальпии газов J_а, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива,

т.е Q_т= J_а  _а=2011C;

3. Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяем по формуле:

М=А-BХ_т

где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимаем:

А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании газа).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяем по формуле:

Х_т= Х_г+ Х

где Х_г – относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок h_г (от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Н_т (от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. Х_г = h_г/ Н_т ); Х – поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая по таблице 2.4.[2]: Х=0,15

Т.к. число ярусов горелок 2 то h_г вычисляют по формуле:

6.2.4) Степень черноты топки а_т и критерий Больцмана В₀ зависят от искомой температуры газов на выходе _т^’’.

Принимаем _т^’’= 1100 ⁰С, этой температуре соответствует J_т^’’=5416 ккал/м³

Среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания определяем по формуле:

6.2.5)Степень черноты топки определяют по формуле:

Где а_ф – эффективная степень черноты факела.

При камерном сжигании газового топлива основными излучающими компонентами пламени являются трехатомные газы (СО₂ и Н₂О) и взвешенные в них частицы сажи. В этом случае степень черноты факела определяется по формуле:

Для газового топлива: m=0,1

Величины а_св и а_г определяют по формулам:

Коэффициент ослабления лучей k_c сажистыми частицами определяют по формуле:

Температура газов на выходе из топки:

при _т^’’=1015,6С  J_т^’’=4958,88 ккал/м³

6. Определяем количество тепла, переданное излучением в топке:

ккал/м³

6. Определим тепловые нагрузки топочной камеры:

Удельное тепловое напряжение объёма топки:

Допуск 250300 Мкал/м³ч;

Удельное тепловое напряжение сечения топки в области горелок:

При фронтальном расположении горелок максимально допустимое напряжение сечения топочной камеры по условиям шлакования экранов топки для шлакующих каменных углей : q_f=1500 Мкал/(м²ч). Полученное значение меньше допустимого.