3.3.1. Знаходження конвективної складової балансу

(75)

де - середньоінтегральне значення коефіцієнта тепловіддачі від димових газів до стінок котла,;

- температура факелу, °С.

Визначаємо фізичні властивості димових газів при температурі , [2, табл. 16, ст. 270-271].

(76)

(77)

(78)

де ,- поправочні коефіцієнти, що враховують відхилення об’ємного складу продуктів згоряння від середнього, вибирається з графіків залежності від температури факелу та об’ємної долі водяної пари (), з [4].

; .

Визначаємо режим руху димових газів в середині котла.

Число Рейнольдсарівне:

, (79)

де w – швидкість руху димових газів, що омивають внутрішню поверхню котла.

Приймаємо = 20.

Так як , то режим руху димових газів турбулентний.

Для турбулентного режиму руху критерій Нусельта визначається по формулі:

(80)

де число Прандля димових газів при температурі t_ст=189, [2, табл. 16, ст. 270-271].

Коефіцієнт тепловіддачі визначаємо за формулою:

(81)

Середнє інтегральне значення коефіцієнта тепловіддачі рівне:

(82)

3.3.2. Розрахунок степеня чорноти димових газів

Визначаємо ефективну довжину факелу всередині топки котла:

(83)

Розраховуємо парціальні тиски двоокисувуглецю і водяної пари:

(84)

(85)

де - тиск димових газів в котлі, МПа;

- відповідно об’ємна доля двоокису вуглецю та водяної пари в факелі.

Визначаємо добуток парціального тиску на ефективну довжину факелу відповідно для двоокисувуглецю та водяної пари:

Визначаємо ступінь чорноти двоокису вуглецю та водяної пари при заданій температурі факелу t_ф=1180, [3, ст. 388-389]:

Знаходимо граничне значення степенів чорноти двоокису вуглецю та водяної пари при температурі факелу t_ф=1180, [3, ст. 390]:

Визначаємо ступінь чорноти газу:

(86)

Гранична степінь чорноти газу рівна:

(87)

Визначаємо приведену степінь чорноти газу:

(88)

де - степінь чорноти внутрішньої поверхні стінки котла. Приймаємо

3.3.3 Розрахунок променевої складової балансу.

Кількість теплоти, втрачена за рахунок випромінювання:

, (89)

- відповідно абсолютні температури факелу та стінки котла.

3.4 Розрахунок фактичних розмірів котла

Необхідна потужність факелу:

, (90)

де - загальна потужність системи, МВт;

- втрати тепла з гарячої гілки теплотраси, МВт;

- втрати тепла з холодної гілки теплотраси, МВт;

- втрати тепла з поверхні ізоляції котла, МВт.

Фактична площа котла рівна:

, (91)

Фактична довжина котла:

, (92)

Порівнюємо отриману довжину котла з прийнятою. Повинна виконуватись умова:

Умова не виконується, тому необхідно зробити друге наближення.

3.5. Розрахунок котла (друге наближення)

Приймаємо: сторона котла , висота,. Тоді по формулам (59) та (60) площа поверхні котла та його об’єм відповідно будуть рівні:

3.5.1.Розрахунок втрат тепла з поверхні котла

Втрати тепла променевим теплообміном визначаємо за формулою (63):

Визначаємо число Грасгофа за формулою (66):

Число Нусельтавизначається за формулою (69):

Коефіцієнт тепловіддачі котла до повітря визначаємо за формулою (65):

Втрата тепла конвективним теплообміном визначаємо за формулою (64):

Сумарні втрати тепла з поверхні котла визначаємо за формулою (62):

Товщину ізоляції визначаємо за формулою (73):