Расчетная температура
Расчетная температура есть наибольшее местное значение температуры стенки с учетом:
1. неравномерности тепловосприятия;
растечки тепла по стенке;
гидравлической разверки;
конструктивной нетождественности.
Так как большая часть обогреваемых труб рассчитывается на длительную прочность, то при определении расчетной температуры учитываются не кратковременные температуры, а статически длительное их значение. При этом, значения коэффициентов неравномерности тепловосприятия выбираются следующим образом.
Рассмотрим это на примере вертикального элемента НРЧ.
При
расчете топки мы имеем:
;
В;
.
;
При расчете удельного тепловосприятия элементов, учитывают сложный объемный характер тепловыделения с помощью следующих коэффициентов.
Коэффициент неравномерности тепловосприятия между стенками топки. (
).
Если горелки находятся только на
фронтовой стенке, то:
для
задней стенки;
для
остальных стенок.
Если
горелки располагаются на двух
противоположных стенках или рассчитывается
вихревая топка, то: 
.
Для
каждой стенки: 
Коэффициент неравномерности тепловосприятия по высоте топки
принимается:
максимальным в нижней части топки (
)
-
;
в
верхней части топки - 
.
Для более точного определения распределения тепловых потоков по высоте топки, применяется позонный расчет топки.
3. По
ширине экрана (
):
,
если топочный экран состоит из 1-3
элементов;
,
если топочный экран состоит из 4-5
элементов.
Максимальное
значение данного коэффициента составляет
,
для нижней части топки.
,
для верхней части топки.
Таким образом, с учетом вышеперечисленных коэффициентов, среднее значение тепловосприятия элемента будет равно:
Для
наиболееобогреваемой трубы в элементе
будет рассчитываться с учетом коэффициента
неравномерности тепловосприятия
разверенной трубы (
).
При
выходе отдельных труб из ранжира
(например, при разводке труб), а также с
учетом несимметричности включения и
отключения горелок; при переходе на
другое топливо, вводится поправка к
коэффициенту ∆
,
тогда
Для
радиационных поверхностей
.
В
итоге, максимальное значение теплового
потока
на разверенную трубу элемента определяется
по формуле:
.
Для расчета на прочность определяется температура середины стенки трубы, а при расчете на жаростойкость (окалинообразование) определяется температура наружной стенки трубы.
Удельный тепловой поток через внутреннюю поверхность трубы:
q
=
۰q
,
где 
=
;
=
0.85 – 1 - коэффициент растечки тела по
сечению трубы.
Значение
t
для внутренней стенки:
t
=t
+
q
(
+
)
Середина стенки:
t
=t
+
q
(
+
+
)
Наружная поверхность стенки
t
=t
+
q
(
+
+
),
где
t
-температура
рабочего тела (определяется на выходе
из разверенной трубы), для которой
=
+
,
где
=
,
=
- коэффициент тепловой разверки.
Допустимое напряжение.
,
где
- коэффициент запаса, учитывающий
конструктивные и эксплуатационные
особенности элемента.
-
номинальное допустимое напряжение.
Величина
определяют по характеристикам прочности
при растяжении, с учетом коэффициентов
запаса и выбирают наименьшим из следующих
напряжений:
;
;
,
где:
-
временное сопротивление при растяжении;
- условный предел текучести при остаточной
деформации 0,2%;
-
предел длительной прочности (напряжение
вызывающее разрушене металла через
100000 часов).
Все они берутся для соответствующей, стали при расчетной температуре.
n - соответствующие коэффициенты запаса:
nв = 2,6; nt = 1,5; nдп = 1,5.
Выбор
допустимого напряжения по длительной
прочности производится, если: t
>425°C
для углердистой стали;
t
>475°C
для низколегированной (перлитной) стали;
t
>550°C
для высоколегированной (аустенитной)
стали.
Для
повышения надежности в обогреваемых
поверхностях нагрева, водо и пароперпускных
труб, вводят понижающий коэффициент
= 0,9.
Для
труб ППТО (труднодоступность) -
=0,7.
Для
обогреваемых коллекторов -
= 0,9 и т.д.