6. Расчёт конвективных поверхностей нагрева

6.1 Основные уравнения

Для расчёта конвективных поверхностей нагрева используются два уравнения: уравнение теплового баланса и теплообмена.

а) В уравнение теплового баланса количество тепла, отданное дымовыми газами, приравнивается к количеству тепла, воспринятому обогреваемой средой (паром, водой или воздухом).

, где

φ – коэф. сохранения тепла;

I΄ и I˝ - энтальпия газов на входе в поверхность и выходе из неё, ;

Δα I - тепло, вносимое присасываемым воздухом,

Δα – присос воздуха в газоход;

I - энтальпия теоретически необходимого количества присасываемого воздуха, .

б) Уравнение теплообмена:

, , где

Q – тепло, воспринятое расчётной пов-ю конвекцией и излучением, отнесённое к 1м³ топлива;

k – коэф. теплоотдачи, ;

В_р – расчетный расход топлива, м³/с;

Δt – температурный напор, °С;

H – расчётная пов-ть нагрева, м².

6.2 Коэффициент теплопередачи.

, где

- толщина и теплопроводность слоя загрязнения на наружной пов-ти трубы;

- толщина и теплопроводность слоя накипи на внутренней пов-ти труды;

- толщина и теплопроводность металлической стенки трубы,

α1 – коэф. теплоотдачи от газов к стене, ;

α2 – коэф. теплоотдачи от стенки к среде, .

Таблица№6: Поверочный расчёт конвективных пучков

Наименование	Обозн.	Формула	Разм.	Расчёт		Результат
1	2	3	4	5		6
Температура газов на входе в пов-ть		Из расчёта топки=	°С	-		878
Энтальпия газов на входе в пов-ть		=		-		15416
Площадь живого сечения для прохода газов	F_г	По Бузникову	м²	-		0,338
Расч. пов-ть нагрева	H	По табл. 1.2	м²	-		45,0
Шаг труб попер.	S	Из черт.	м	-		0,11
Продольный	S	Из черт.	м	-		0,09
Наружный диаметр труб	d	Из черт.	м	-		0,051
Эффективная толщена изол. слоя	S		м			0,177
Относительный попер. шаг			-			2,16
Продольный шаг			-			1,76
Температура газов на выходе из конв. пучка.		Принята предварительно	°С	-	250		350
Энтальпия		По табл. I-υ		-	4227		5998
Тепло, отданное по балансу	Q				10890		9172
Температура кипящей воды	t	Табл. 7 [2] P=1,4 МПа	°С	-	195
Разность темп. средняя большая			°С	878-195	683
меньшая			°С		55		155
Температурный напор			°С	;	250		356
Средняя температура газов			-	250+195; 356+195	445		551
Средняя скорость газов	w			;	7,7		8,9
Коэф. теплоотд. конвекцией				;	59		67
Коэф. теплоотд. по номограмме		По ном.6 [1]	-	Для w=7,7; Для w=8,9	57		63
Поправки: на число труб	C_z	По ном.6 [1]	-	Для z₂>10	1
На геометр.компановку пучка	C_s	По ном.6 [1]	-	Дляи	0,99
На влияние физ.хар-к состава газов	C_ф	По ном.6 [1] для r=0,179	-	Для =445 Для =551	1,05		1,07
Температура наружной пов-ти загрязнённой ст.	t	t + Δt Δt = 25	°С	195+25	220
Произведение			м·МПа		0,0046
Коэффициент	К	По ном.2 [1]		При = 250°С При= 350°С	43		40
Коэффициент	С_г	По ном.13 [1]	-	-	0,92		0,94
Оптическая толщина слоя	К·S		-		0,2		0,19
Степень ч-ты газового потока	а	Номограмма 12 [1]	-	-	0,17		0,16
Коэф. теплоотдачи излучением				;	8,9		9,5
Коэф. тепловой эффективности	ψ	По табл. [1]	-	-	0,8
Коэф. теплопередачи	К	ψ · α		0,868; 0,877	54,4		61,6
Коэф. теплопередачи от газов к стенке				;	68		77
Тепловосприятие пучка	Q			;	7463		12034
Температура газов за конвективным пучком		По графику	°С	-	305
Энтальпия		По табл. I-υ		-	5187
Тепло по балансу	Q				9959