2.3. Расчет поверхности активной насадки.

Поверхность активной насадки определяется из уравнения теплопередачи, м²,:

где - коэффициент теплопередачи насадки, Вт/м² ºС;

- среднелогарифмический температурный напор по поверхности нагрева, ºС.

Q - теплопроизводительность КТАНа в Вт.

Алгоритм расчета поверхности активной насадки следующий:

1. Определяется объемный расход дымовых газов в активной насадке КТАНа, кг/ч:

где – средняя температура дымовых газов в активной насадке, ºС

(рекомендуется принимать близкой к температуре мокрого термомет

ра, т.е. =70ºС)

2. Рассчитываются скорости дымовых газов и воды в активной насадке, м/с,:

где – проходное сечение активной насадки по дымовым газам, м²,

(принимается для выбранного типоразмера КТАНа).

где – проходное сечение активной насадки по воде, м², (принимается

для выбранного типоразмера КТАНа);

– плотность воды при средней температуре .

3. Рассчитывается коэффициент теплопередачи, Вт/ м² ºС:

где = 0,8 ÷ 1 – коэффициент, учитывающий внутреннее загрязнение

трубок;

= 0,98 ÷ 1 – коэффициент, учитывающий наружные отложения на трубках;

– коэффициент теплоотдачи со стороны дымовых газов к насадке,

Вт/ м² ºС;

– коэффициент теплоотдачи от трубок насадки к нагреваемой в

них воде, Вт/ м² ºС;

– толщина стенки трубки, м;

– теплопроводность трубок насадки, Вт/ м² ºС;

Для изготовления насадки используют стальные трубы ( = 45 Вт/ м² ºС) диаметром: 25х2мм.

Коэффициенты теплоотдачи и , Вт/ м² ºС, при турбулентном режиме течения газов и воды определяются по эмпирическим зависимостям [3]:

где – внутренний диаметр труб насадки, м;

– средняя температура воды в слое насадки, ºС.

Среднелогарифмический температурный напор ∆t_ср в формуле (2.2.17) определяется с использованием графика температур теплоносителей

(рис. 3) по уравнению:

где: – соответственно большая и меньшая разности температур

теплоносителей.

Определив расчетную поверхность нагрева активной насадки по формуле (2.2.10), необходимо добиться ее совпадения с поверхностью нагрева КТАНа, выбранного из типового ряда.

Рис. 3. График температур теплоносителей в КТАНе

2.4. Определение конструктивных характеристик насадки.

Количество трубок в насадке определяется по формуле:

где – расход воды, кг/ч;

– внутренний диаметр трубок насадки, м;

– плотность воды, кг/м³.

Длина трубок в насадке:

где – наружный диаметр трубок, м;

– поверхность активной насадки.

Для компактности трубки изгибают в змеевик с различным числом ходов z (рис. 4).

Проходное сечение для газов уточняется по формуле:

,

где – средняя температура дымовых газов в слое насадки, ºС.

2.5. Аэродинамический расчет ктаНа.

Задачей аэродинамического расчета является определение аэродинамического сопротивления КТАНа.

Исходными данными для расчета служат объем дымовых газов, проходящих через КТАН, и конструктивные характеристики КТАНа.

Общее аэродинамическое сопротивление КТАНа, , Па, состоит из следующих сопротивлений:

- участка входа газов в КТАН, , Па;

- прохода газов через орошающую насадку, , Па;

- прохода газов через активную насадку, , Па;

- поворота газов на 90º, , Па;

- углового каплеуловителя, , Па.

Сопротивление участка входа дымовых газов в КТАН:

где - динамическое давление участка, кг/м² ;

- коэффициент сопротивления входа

В – поправочный коэффициент сопротивления поворотов (для угла

90º В=1);

С – поправочный коэффициент сопротивления поворотов (для поворотов с острыми кромками С=1).

Сопротивление прохода газов через орошающую насадку:

где - динамическое давление участка, кг/м²;

- коэффициент сопротивления прохода газов через орошающую

насадку:

- коэффициент сопротивления

z₂ – число рядов труб по глубине пучка.

Сопротивление прохода газов через активную насадку:

где - безразмерные коэффициенты;

- графическое значение потери давления, кг/м².

Сопротивление при повороте газового потока на 90º:

где:- динамическое давление участка , кг/м²;

- коэффициент сопротивления поворота (определяется аналогично ).

Сопротивление дымовых газов в каплеуловителе:

где: - динамическое давление участка;

- коэффициент сопротивления каплеуловителя (рекомендуется =0,1).