1. Расчет топки и котельного пучка

Схема для расчета аэродинамического сопротивления котлов типа КЕ:

А В Е F

С D

Рисунок 1 - Схема газовых потоков в теплогенераторе КЕ

Условно будем считать, что газовые потоки движутся с поворотами по линии АВСDEF.

Шаг труб пучка вдоль оси барабана S_ВД = 0,090 м.

Шаг труб пучка поперек оси барабана S_ПОП =0,110 м.

Наружный диаметр труб d_H = 0.051 м.

Шаг труб поперек потока газа S₁ , м.

Шаг труб вдоль потока газа S₂ , м.

Аэродинамическое сопротивление котла:

, Па.

Здесь - сопротивление топки. Принимают =10-30 Па,

- сопротивление котельного пучка, Па:

, Па

Коэффициент запаса К = 1,15.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений включает учет поворотов потока газов и сопротивление пучка труб на линиях ВС, CD, и DЕ

.

Примем, что .

Линия ВС (DE) – движение газа поперек оси барабана.

Коэффициент сопротивления при движении газа вдоль линии ВС (DE)

,

где z_ВС - число рядов труб вдоль линии ВС.

Коэффициент зависит от геометрии взаимного расположения труб в пучке и режима течения потока газов. В данном случае шаг труб поперек потока газа

S₁ = S_ВД = 0,090 м

А шаг труб вдоль потока газов

S₂ = S_ПОП = 0,110 м

Для  ,

где число Рейнольдса . Средняя скорость потока , м/с, и кинематическая вязкость , м²/с, при средней температуре потока берутся из теплового расчета котельного пучка.

Линия CD – движение газа вдоль оси барабана.

Здесь ,

где z_СD - число рядов труб вдоль линии СD.

В данном случае

S₁ = S_ПОП = 0,110 м

S₂ = S_ВД = 0,090 м

1

Для 

Средняя плотность газов в котельном пучке определяется температурой потока газов , которую берут из теплового расчета котельного пучка, а также массой и объемом газов для нормальных условий (смотри таблицу для котельного пучка)

, кг/м³

Аналогично строят схему потоков газов в теплогенераторах типа ДЕ и проводят расчет с учетом геометрии взаимного расположения труб в пучке и направления движения потока газов.

2. Расчёт газоходов с хема газового тракта

Для удобства и упрощения расчетов газовый тракт разбивают на участки:

I участок – соединяет котельный пучок с водяным экономайзером;

II участок – соединяет водяной экономайзер с золоуловителем;

III участок – соединяет золоуловитель с дымососом;

IV участок – соединяет дымосос с кирпичным газоходом;

V участок – кирпичный газоход.

Следует учитывать, что участки могут состоять из подучастков.

Местное сопротивление участков газохода:

, Па

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на всем участке;

, кг/м³ – средняя плотность дымовых газов на участке;

, м/с – гидродинамическая скорость.

Плотность дымовых газов на участке:

, кг/м³

, где _о, кг/м³ – плотность дымовых газов при нормальных условиях (0^оС, 760 мм рт. ст.), - средняя температура газов на участке.

Для I участка:

, кг/м³; , ^оС

Для участков II-V:

, кг/м³; , ^оС

Для водяного экономайзера:

, кг/м³; , ^оС

Коэффициенты местных сопротивлений учитывают местные сопротивления участков газохода: повороты потока, сужения, расширения и т.д.

Поворот потока на:	
45о	0,5
90о	1
135о	0,5
180о	2

Сужения, расширения:

1. Внезапное расширение:

,

где F_б и F_м (м²) – большая и меньшая площади поперечных сечений участка расширения.

2. Внезапное сужение:

,

3. Плавное сужение, расширение:

; к=f()

где l, l₁, l₂ – геометрические размеры участка местного сопротивления, к – коэффициент, зависящий от величины угла  при вершине участка местного сопротивления:

	10о	15о	20о	25о	30о	35о	>45о
к	0,17	0,27	0,4	0,6	0,85	0,93	1,0

Гидродинамическая скорость дымовых газов на участке зависит от живого сечения участка газохода и объемного расхода продуктов сгорания:

, м/с

где V_д, м³/с – объемный расход продуктов сгорания, F_ж, м² – живое сечение участка газохода.

Для определения площади живого сечения сложного участка газохода, его необходимо разбить на подучастки:

, м²

где l₁, l₂, l_n – длины подучастков, м; F₁, F₂, F_n – площади их живого сечения, м².

Если длины подучастков одинаковы или приняты таковыми, тогда:

, м²

где n – число подучастков.

Объемный расход продуктов сгорания на I участке:

, м³/с

где В_р, кг/с – расчетный расход топлива, V_кп, м³/кг – объем дымовых газов в котельном пучке.

Объемный расход продуктов сгорания в водяном экономайзере:

, м³/с

где V_вэ, м³/кг – объем дымовых газов в водяном экономайзере.

Объемный расход продуктов сгорания на II участке:

, м³/с

где _м=0,001/м– величина присосов холодного воздуха в металлические газоходы на 1 метр длины, l_II, м – длина II участка газохода, V_в^о, м³/кг - .теоретический объем воздуха.

Объемный расход продуктов сгорания на III участке:

, м³/с

где l_III, м – длина III участка газохода.

Объемный расход продуктов сгорания на IV участке:

, м³/с

где l_IV, м – длина IV участка газохода.

Объемный расход продуктов сгорания на V участке:

, м³/с

где l_V, м – длина V участка (кирпичного газохода), _к=0,005/м – величина присосов холодного воздуха в кирпичные газоходы на 1 метр длины.

I участок