Расчёт конвективных поверхностей нагрева
Основные уравнения
Для расчёта
конвективных поверхностей нагрева
используются 2
уравнения: а) уравнение теплового
баланса и б) теплообмена.
а) В уравнение теплового баланса тепло, воспринятому паром, водой или воздухом. Тепло отданное дымовыми газами:
,
где φ – коэф. сохранения тепла; I΄
и I˝
- энтальпия газов на входе в поверхность
и выходе из неё,
;
ΔαI
- тепло, вносимое присасываемым воздухом,
Тепло, воспринятое обогреваемой средой в следствии охлаждения газов:
- для воздухоподогревателя
,
где
β
- относительное кол-во воздуха за
воздухоподогревателем к теор.;
β
- доля рециркулирующего воздуха в
воздухоподогревателе;
Δα
- присос воздуха в воздухоподогревателе.
- для экономайзера
,
где Д – расход пара или воды через
пов-ть; В
- расчётный расход топлива;i΄,
i˝
- энтальпия пара или воды на выходе или
входе в пов-ть.
б) Уравнение теплообмена:
,
,
где
Q
– тепло, воспринятое расчётной пов-ю
конвекцией и излучением, отнесённое к
1м³ топлива
;k
– коэф. теплоотдачи,
;
Δt
– температурный напор, °С; H
– расчётная пов-ть нагрева, м²
,
где
- толщена и
теплопроводность слоя загрязнения на
наружной пов-ти трубы;
-
толщена и теплопроводность слоя накипи
на внутренней пов-ти труды;
-
толщена и теплопроводность металлической
стенки трубы,
α1
– коэф. теплоотдачи от газов к стене,
;α2
– коэф. теплоотдачи от стенки к среде,
.
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 попки |
°С |
|
1091 | ||
|
Энтальпия |
|
По I-υ диагр. |
|
|
19950 | ||
|
Площадь живого сечения на проходе газов |
F |
Стр. 26 [3] |
м² |
|
0,41 | ||
|
Расч. пов-ть нагрева |
H |
[3] |
м² |
|
117,69 | ||
|
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 |
|
300 |
500 | |
|
Энтальпия |
|
|
|
|
5338 |
9110 | |
|
Тепло, отданное по балансу |
Q |
|
|
0,98(19950-5338+0,1·376) 0,98(19950-9110+0,1·376) |
14357 |
10660 | |
|
Температура кипящей воды |
t |
Табл. 7 [2] P=1,4 МПа |
°С |
|
195 |
195 | |
|
Разность темп. средняя большая |
|
|
°С |
1091 – 195 |
896 |
896 | |
|
меньшая |
|
|
°С |
300 – 195 500 – 195 |
105 |
305 | |
|
Температурный напор |
|
|
°С |
|
369 |
549 | |
|
Средняя температура газов |
|
|
- |
369 + 195 549 + 195 |
564 |
744 | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 | ||
|
Средняя скорость газов |
w |
|
|
|
18,6 |
22,6 | |
|
Коэф. теплоотд. конвекцией |
|
Номограмма 7 прил. [2]
|
|
100·1,0·1,0·1,07 111·1,0·1,0·1,03 |
107 |
114 | |
|
Температура наружной пов-ти загрязнённой ст. |
t |
Δt = 25 |
°С |
195 + 25 |
220 |
220 | |
|
Произведение |
|
|
м·МПа |
0,1·0,261·0,177 |
0,0046 |
0,0046 | |
|
Коэффициент |
К |
Номограмма
по
|
|
|
34,5 |
30,5 | |
|
Оптическая толщина слоя |
К |
|
- |
34,5·0,261·0,177·0,1 30,5·0,261·0,177·0,1 |
0,16 |
0,14 | |
|
Степень ч-ты газового потока |
а |
Номограмма 2 прил. [2] |
- |
|
0,14 |
0,13 | |
|
Коэф. теплоотдачи излучением |
|
Номограмма 11 прил. [2]
|
|
55·0,14·0,96 89·0,13·0,98 |
7,4 |
1,3 | |
|
Коэф. тепловой эффективности |
ψ |
п. 6.27 [2]
|
- |
|
0,85 |
0,85 | |
|
Коэф. теплопередачи |
К |
ψ
· α |
- |
0,85·109 0,85·119 |
92,65 |
101,15 | |
|
Коэф. теплопередачи от газов к стенке |
|
|
- |
0,95(107+7,4) 0,95(114+11,3) |
109 |
119 | |
|
Тепловосприятие пучка |
Q |
|
|
|
19919 |
32353 | |
|
Температура газов за конвективным пучком |
|
По графику |
°С |
|
245 |
245 | |
|
Энтальпия |
|
|
|
|
4700 |
4700 | |
|
Тепло по балансу |
Q |
|
|
0,98(19950- -4700+0,1·376) |
14981 |
14981 | |
t
+ Δt
·S
