
Тепловой баланс методической печи
Статья прихода |
кВт(%) |
Статья расхода |
кВт(%) |
Тепло от горения топлива |
40444,41 (82,72) |
Тепло на нагрев металла |
17931 (36,62) |
Физическое тепло воздуха |
7099,915 (14,52) |
Тепло, уносимое уходящими газами |
21082,11 (43,06) |
Тепло экзотермических реакций |
1349,72 (2,76) |
Потери тепла теплопроводностью через кладку |
3893,2 (7,95) |
Итого |
48894,045 (100) |
Потери тепла с охлаждающей водой |
4755,866 (9,72) |
Неучтенные потери |
1297,36 (2,65) | ||
Итого |
48959,536 (100) |
Расчет рекуператора
Рассчитаем металлический трубчатый петлевой рекуператор по следующим данным:
Состав дымовых газов: 9,036% СО2; 17,32% Н2О; 72,886% N2; 1,731% О2.
В металлических петлевых рекуператорах дым движется горизонтально по борову, а газ – перекрестным током навстречу дыму.
Согласно рекомендациям табл. 29 принимаем ωв0 = 8 м/с, ωд0 = 3 м/с. Общее сечение труб для прохода газа:
Общее сечение прохода дыма между трубами рекуператора
Поскольку
размеры секций петлевого рекуператора
нормализованы, то по табл. 29 выбираем
секцию № 5, имеющую поверхность нагрева
со стороны дыма F = 300 м2
и площадь проходных сечений fв
= 0,62 м2
и fд
= 7,6 м2.
Тогда фактическая скорость газа будет
равна
дыма
Выбранная секция содержит 130 труб (см.
табл. 29) диаметром dнар
= 76 мм с толщиной стенки 4,5 мм. Трубы двух
крайних рядов имеют диаметр 127 мм и
толщину стенки 6 мм. По ходу дыма
располагается z2
= 10 рядов труб с шагом S2
= 160 мм, поперек – z1
= 13 труб с шагом S1
= 175 мм. Расположение труб в пучке –
коридорное.
Найдем коэффициент теплоотдачи от дыма к стенкам труб рекуператора:
При
средней температуре дыма
действительная скорость движения дыма
Найдем
коэффициент теплоотдачи конвекцией по
формуле 41. По номограммам на рис. 6, б
и 6, в
определяем
поправочные коэффициенты kz
и kt.
При z2
= 10; kz
= 0,99, а kt
= 1,02 при
.
По
приложению III
кинематический коэффициент вязкости
дыма νд
= 156,625∙10-6
м2/с
при
и коэффициент теплопроводности λд
= 10,00665∙10-2
Вт/(м∙К), определим критерий Рейнольдса
Коэффициент теплоотдачи конвекцией
Определим коэффициент теплоотдачи излучением от дыма к стенкам труб рекуператора. Согласно табл. 10 для коридорного расположения труб в пучке
Тогда
Согласно
номограммам на рис. 13 – 15 степени черноты
СО2
и Н2О
при средней температуре дыма
равны
Тогда по формуле (56) находим
Найдем
степень черноты дымовых газов при
температуре стенки
Найдем qрез
где
Определим коэффициент теплоотдачи излучением от дыма к стенкам труб по формуле (67):
Коэффициент теплоотдачи от дыма к стенкам труб рекуператора
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки трубы к газу при действительной скорости движения газа
согласно
графику на рис. 50 равен
.
Учитывая шероховатость труб, увеличим
полученное значение на 10% и окончательно
получим
Суммарный коэффициент теплоотдачи равен [формула (119а)]
Общее количество тепла, передаваемое от дыма к газу [формула (116)]
Требуемая поверхность нагрева равна [формула (115)]
Т.
к. требуемая поверхность нагрева равна
м2,
то устанавливаем две секции № 4
металлического трубчатого петлевого
рекуператора.