9.2. Расчёт воздушного подогревателя.

9.2.1) По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

Таблица 9.3.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Наружный диаметр труб	d	м	0,04
Внутренний диаметр труб	dвн	м	0,037
Число труб в ряду (поперек движения воздуха)	Z1	шт.	100
Число рядов по ходу воздуха	Z2	шт.	30
Поперечный шаг труб	S1	м	0,054
Продольный шаг труб	S2	м	0,042
Относительный поперечный шаг труб	S1/d	-	1,35
Относительный продольный шаг труб	S2/d	-	1,05
Расположение труб	-	-	Шахматное
Характер омывания труб газами	-	-	Продольное
Характер омывания труб воздухом	-	-	Поперечное
Число труб, включенных параллельно по газам	Z0	шт.	3000
Площадь живого сечения для прохода газов	Fг	м2	3,2256
Ширина воздухоподогревателя по ходу воздуха	b	м	5,508
Высота одного хода по воздуху (заводская)	hх	м	1,8
Площадь живого сечения для прохода воздуха (заводская)	Fв	м2	2,7144
Поверхность нагрева ВЗП	Hвп	м2	2612,55

Примечание:Трубчатые воздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.

Расчётно определим число труб, включенных параллельно по газам:

Z₀=Z₁Z₂=10030=3000

Площадь живого сечения для прохода газа:

Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):

Поверхность нагрева ВЗП:

9.2.2) С использованием ранее выполненных расчётов для теплового расчёта ВП составляют таблицу исходных данных:

Таблица 9.4.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до воздухоподогревателя	’’эк	С	307,076
Температура газов за воздухоподогревателем	ух	С	150
Температура воздуха до воздухоподогревателя	t’	С	30
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя	t’’в=tгв	С	240
Объем газов при среднем коэффициенте избытка воздуха	Vг	м3/кг	9,183
Теоретический объем воздуха	Vо	м3/кг	6,51
Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теор.необходимому	’’вп	-	1,06
Отношение объема рециркулирующего воздуха к теор.необходимому	рц	-	0
Объемная доля водяных паров	rH2O	-	0,06425
Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу	Qбвп	ккал\кг	476,28

Находим скорости газов и воздуха:

Уточняем необходимую высоту хода воздуха:

Задаемся необходимой скоростью воздушного потока

Определяем необходимую площадь живого сечения для прохода воздуха:

Находим необходимую высоту хода по воздуху и принимаем ее за исходную:

Определяем поверхность нагрева воздухоподогревателя:

3. Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

Где = 0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для воздухоподогревателя определяют по формуле:

При продольном омывании трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 14:

_н=25,05 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_ф=1,1; С_l=1;

_к =_нС_фС_l = 25,051,11 = 27,555 ккал/м²ч^оС;

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:

_н= 56,3 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=0,99; С_s=1;

_к =_нС_zС_фС_s = 56,310,991 = 55,737 ккал/м²ч^оС;

3. Температурный напор:

 температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

Поправочный коэффициент определяют по номограмме и по безразмерным параметрам:

По Rи Р находим= 0,97

9.2.5) Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка >10% вносим конструктивные изменения.

По расчетной поверхности находим требуемую высоту трубного пучка воздухоподогревателя

и высоту одного хода воздуха по принятому числу ходов.

Высота трубного пучка: ho=/,

где средний диаметр труб ;=(0.04+0.037)/2=0.0385 м

определим высоту трубного пучка ho=/м

Высота одного хода , гдеn–определяем выборочно:

м;

Расчетная площадь живого сечения для прохода воздуха

Находим расчетную скорость воздуха:

сравниваем с конструктивной скоростью воздуха

Невязка < 10% Расчёт закончен.

Расчёт закончен.