6.2. Основи розрахунку контактних теплообмінних апаратів

Основними цілями теплових розрахунків контактних економайзерів є визначення:

1) теплопродуктивності економайзерів по заданим витраті і параметрам продуктів згоряння на вході і виході з економайзера;

2) параметрів відхідних газів за заданими теплопродуктивністю економайзера, витраті і параметрами продуктів згоряння на вході до нього, витраті і температурі води;

3) витрати підігрівної води та її кінцевої температури;

4) обсягу контактної камери, вибору типу і розмірів насадки;

5) розмірів корпусу економайзера, підвідних і відвідних газоходів, типу димососа;

6) економічного ефекту від установки економайзера, і зокрема економії палива і збільшення коефіцієнта використання палива.

Теплопродуктивність економайзера, /, обчислюється за формулою

(6.1)

де k - коефіцієнт теплопередачі від гріючого теплоносія до нагрівного;

F - площа поверхні насадки в одиниці об'єму, /;

-середня температура гріючого теплоносія в теплообміннику, ;

- середня температура нагрівного теплоносія в теплообміннику,.

Середня температура гріючого теплоносія в контактному економайзері визначається як середньоарифметична півсума температур гріючого теплоносія на вході і виході з контактного економайзера, , за формулою

(6.2)

Середня температура нагрівного зрошуваного теплоносія в контактному економайзері знаходиться як середньоарифметична півсума температур нагрівного теплоносія на вході і виході з контактного економайзера, , за формулою

(6.3)

Коефіцієнт теплопередачі від гріючого теплоносія до нагрівного, / , визначається за формулою

(6.4)

де Ki - критерій Кирпічова;

-коефіцієнт теплопровідності гріючого теплоносія, /;

-еквівалентний діаметр насадки, м.

Критерій Кирпічова знаходиться за формулою

(6.5)

де - критерій Рейнольдса для гріючого теплоносія;

- критерій Рейнольдса для нагрівного теплоносія;

-критерій Прандтля для гріючого теплоносія.

Еквівалентний діаметр, м,

(6.6)

де V - вільний об'єм насадки, /;

F - площа поверхні насадки в одиниці об'єму, /.

Критерій Рейнольдса для гріючого теплоносія визначається за формулою

(6.7)

де - швидкість гріючого теплоносія у вільному перерізі насадки,м/с;

-коефіцієнт кінематичної в'язкості гріючого теплоносія, /с.

Площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія, ,

(6.8)

де - витрата гріючого теплоносія через контактний теплообмінник, / ;

- швидкість гріючого теплоносія в теплообміннику, м / с.

Витрата нагрівного (зрошуваного) теплоносія через контактний економайзер, / , визначається за формулою

(6.9)

де - середня об'ємна теплоємність нагрівного теплоносія в oбласті температур і ,/..

Критерій Рейнольдса для нагрівного теплоносія

(6.10)

де G - інтенсивність зрошення, / ;

- коефіцієнт кінематичної в'язкості нагрівного теплоносія, /.

Інтенсивність зрошення, / , визначається за формулою

(6.11)

де S - площа поперечного перерізу насадки теплообмінника для проходу гріючого теплоносія, . Обчислюється за формулою (6.8);

- годинна витрата нагрівного теплоносія, /. Визначається за формулою (6.9).

Площа необхідної змоченої поверхні насадки теплообмінника, м²,

(6.12)

де - ККД теплообмінника.

Необхідний об'єм насадки контактного теплообмінника,, визначається за формулою

(6.13)

де F - площа поверхні насадки в одиниці об'єму, /.