2. По результатам расчета показателей горения газа имеем для 1м3 горючего газа:

;

.

Рассчитываем эти показатели с учетом расхода топлива (12 ):

;

.

3. Состав продуктов горения, % рассчитывается за результатами расчета показателей горения газа:

;

;

; .

4. Определение начальной температуры газовоздушной смеси.

Задаемся температурой при расчете работы жаротрубного котла.

Теплота, вносимая в топку с топливом и воздухом, кДж/м³:

; кДж/м³

кДж/м³;

;

где - низшая теплота сгорания каждого горючего вещества, входящего в смесь (справочные данные); - температуры газообразного топлива и воздуха (принимаем 20°С); V_{т -} объемные доли компонентов газообразного топлива, м³/м³ (см. состав топлива в задании); - средние объемные теплоемкости компонентов газообразного топлива при постоянном давлении, кДж/(м³ °С) (справочные данные). - объемы продуктов сгорания в м³, отнесенные к 1м³ сжигаемого газа (действительные объемы продуктов сгорания по результатам расчета показателей горения); - средние объемные теплоемкости воздуха, при постоянном давлении, кДж/(м³ °С).

;

Пересчитываем начальную температуру принимая объемные теплоемкости газов при :

= 1,4832 ;

= 1,5635 ;

= 2,4095 ;

= 1,9446 ;

Принимаем начальную температуру .

5. Определение начальной плотности газовоздушной смеси:

;

Р_нач - давление вначале жаровой трубы;

;

R_см – газовая постоянная газовоздушной смеси, Дж/(кг К) ;

;

– объемная доля компонентов смеси (см. состав продуктов сгорания, п. 3);

- газовая постоянная компонентов смеси (справочные данные).

6. Определение начальной скорости движения газовоздушной смеси:

где - секундный расход газовоздушной смеси;

d - диаметр жаровой трубы или трубы нагревателя, м.

7. Определение коэффициента теплоотдачи от газовоздушной смеси к стенке трубы ( ):

7.1. Критерий Рейнольдса:

где - коэффициент кинематической вязкости, м²/с (справочные данные);

;

7.2. Критерий Нуссельта:

;

7.3. Коэффициент теплоотдачи:

;

Pr - критерий Прандтля, - коэффициент теплопроводности газовоздушной смеси, Вт/м^ОС (справочные данные);

8. Тепловой расчет (определение температуры газовоздушной смеси) 1-го участка:

Разбиваем жаровую трубу (трубу газового нагревателя) на 8 участков длиной ;

8.1. Определение температуры газовоздушной смеси (Т) в конце участка трубы:

С_р – массовая изобарная теплоемкость газовоздушной смеси, Дж/кг К;

С_i – массовая изобарная теплоемкость компонентов газовоздушной смеси (справочные данные);

Т определяется из уравнения:

;

;

;

К.

9. Гидродинамический расчет 1-го расчетного участка.

9.1 Определение потерь давления газовоздушной смеси:

, Па

Па;

- потери давления на трение;

- потери давления на самотягу.

– коэффициент сопротивления трения; dx длина участка трубы, м; D – внутренний диаметр трубы, м; ρ, W - плотность и скорость газовоздушной смеси (начальные ρ, W рассчитаны в п. 5, 6); dh = h/8 - длина участка дымовой трубы, м, h - высота дымовой трубы, м (см. задание); ρ_возд - плотность наружного воздуха (при температуре наружного воздуха 0^оС, ρ_возд = 1,3 кг/м³ ); g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения.

.

9.2. Определение изменения плотности и скорости газовоздушной смеси:

;

.

9.3. Определение гидравлических параметров газовоздушной смеси в конце 1-го расчетного участка:

Расчет оставшихся участков проводится аналогично. При расчете жаротрубного котла t_wi принимается одинаковой по длине трубы.

Участок 2.

;

;

;

;

;

;

К.

Па;

;

;

;

Участок 3.

;

;

;

;

;

;

;

К;

Па;

;

;

;

Участок 4.

;

;

;

;

;

;

;

К;

Па;

;

;

;

Участок 5.

;

;

;

;

;

;

К;

Па;

;

;

;

Участок 6.

;

;

;

;

;

;

К;

Па;

;

;

;

Участок 7.

;

;

;

;

;

;

К;

Па;

;

;

;

Участок 8.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

К;

Па;

;

;

;

Изменение тепловых и гидравлических параметров

теплоносителя по длине трубы жаротрубного котла

	нач	1	2	3	4	5	6	7	8
	2173	1888	1637	1418,5	1106	786	552	527	506
Twi,K	378	378	378	378	378	378	378	378	378
Р,Па	90600	90613,93	90628,17	90642,68	90657,42	90672,42	90688,1	90699,5	90711,2
ρ,кг/м3	0,139	0,118	0,1	0,0846	0,0607	0,0361	0,3458	0,3295	0,3165
	2,49	2,87	3,31	3,82	3,911	5,5	7,82	8,19	8,49