Курсовой Курбан / показ / показ2асть 22

II. Определение конструктивной схемы печи

Необходимо подобрать такое сочетание скорости сырья, диаметра труб и теплонапряжения, чтобы обеспечить требуемое время контакта и минимальные потери напора, причем теплонапряжение радиантных труб не должно превышать допустимое.

Следовательно, полезная теплопроизводительность равна:

Тогда расход топлива составит:

;

КПД печи находим с учетом тепловых потерь из выражения

где - соответственно теплоты, потерянные с уходящими газами, из-за химического и механического недожогов и в окружающую среду соответственно. В данном случае ; по справочным данным принимаем ; а тепло уходящих газов рассчитаем с помощью выражения:

где - низшая теплота сгорания, найденная выше

- теплосодержание уходящих газов, рассчитываемое по уравнению

- согласно технологическим особенностям производства.

=(1,0761,923+2,06721,564+8,4091,321+0,12641,378400= 6633,9кДж/нм³

Тогда определяем

Вычислим теплоту горения:

Расход топлива:

_{Переведем теплоту горения в размерность (ккал/час)}

Пусть длина труб l=12м,d=8мм, шаг S=2d

Значит максимальное число горелок:

;

горелки типа «а»:

_{горелки типа «б»:}

Рассмотрим горелки типа «а».

Найдем необходимую производительность одной горелки:

По справочным таблицам выбираем горелки типа ГБП 2а

=60·10³

_{Отклонение от требуемых значении:}

Условие выполняется 0,067м

_{Действительный расход топлива:}

; 0,416 Условие выполняется.

Определим число потоков по продукту:

,

где G_пр=12000, кг/ч - производительность печи

=120 кг/м²с - оптимальная средняя массовая скорость продукта,

- площадь сечения трубопровода.

Для дальнейшего расчета выбираем для беспламенных горелок трубы диаметром d=140мм и толщиной стенки δ=8мм. Тогда сечение трубопровода составляет:

м²

Следовательно,

Принимаем для последующего расчета n_пот= 3. Тогда уточним действительную скорость продукта:

Процентное содержание каждого из компонентов: водяной пар-50% от массы сырья

Бензин n-октан -100%

Значит процентное содержание каждого компонента в смеси :

n-октан-66,66%

Водяной пар-33,34%

Расчет плотностей

;, откуда

Условие выполняется, значит значения определены верно.

Таким образом, среднюю плотность пирогаза определим по формуле:

Тогда линейная скорость сырья будет равна:

Определим длину труб:

, здесь с - время контакта, приведенное в исходных данных.

139,7421= 139,742 м

= 139,7423=419,226 м

Ориентировочно выбираем трубу =12м

;

Рассчитаем приведенное значение длины трубы

12+0,93,140,14 =12,396 м

Уточним линейную скорость сырья

Средняя скорость стала больше, а так как скорость сырья на входе не зависит от длины трубы, следовательно, увеличивается только скорость на выходе из радиантной камеры:

Определим общую поверхность нагрева радиантной камеры:

Для нормального функционирования печи должно выполняться условие

,

где q_p – потребное теплонапряжение радиантных труб,

q_доп - допустимое теплонапряжение.

где:=950ºС - допустимая температура стенки, при которой материал не теряет пластичность

- температура продукта,

-учитывает равномерность обогрева, зависит от конструкцией печи,

-учитывает равномерность обогрева, зависит от типа горелочного устройства

Допустимое теплонапряжение на входе в радиантную камеру:

Необходимые значения , их определим из соотношения уравнения для числа Рейнольдса:

;

где - коэффициент кинематической вязкости, рассчитываемый для смеси бензина и водяного пара:

Скорость на входе и выходе определим из:

скорость продукта на входе

скорость продукта на выходе

389,35м/с /:3=129,78 м/с

454,07 м/с /:3=151,36 м/с

По справочным данным находим для бензина при 630 и пирогаза при 750

Из справочника Варгафтика:

Число Рейнольдса:

По уравнению подобия:

где число Прандтля для среды принимаем , а

Из справочника Варгафтика:

;;

Общий коэффициент во входном сечении:

В выходном сечении:

Таким образом, находим:

Допустимое теплонапряжение:

Значит, условие выполняется (33,90 57,806)

Компоновка радиантной камеры:

Габариты печи:

b = 2,59м

h = 4,85м

a =

a = 12,396 + 1= 13,396м

Рассчитаем количество разных групп труб:

Расположим все трубы вертикально в шахматном порядке, в два ряда шагом s=1,8d

Сравнивая высоту расположения вертикальных труб и высоту радиантной камеры 4,284 < 4,85, видим что такое расположение нас устраивает, горелки расположены с 2х сторон по 5 рядов на каждой:

Уточним

Тогда,