6. Аэродинамический расчёт теплогенерирующей установки.

Целью аэродинамического расчёта теплогенерирующей установки является выбор необходимых тягодутьевых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах.

Газовоздушный тракт включает в себя воздуховоды горячего и холодного воздуха, запорные и регулирующие органы, тягодутьевые машины, элементы собственно теплогенератора, золоуловители, газопроводы и дымовые трубы.

Требуемая производительность дымососа и вентилятора определяется необходимыми расходами воздуха и газов, а требуемый напор сопротивлением газового и воздушного трактов.

1. Расчёт воздушного тракта.

Расчёт воздушного тракта ведётся на номинальную нагрузку котлоагрегата.

Сопротивление воздушного тракта H_в.тр., Па, складывается из сопротивления всасывающего канала Δh_вс, Па, сопротивления воздухопроводов Δh_вв, Па, и сопротивления топочных устройств Δh_гор, Па:

.

Сопротивление всасывающего патрубка определяется как местное сопротивление, т.е. по формуле:

.

При скорости движения воздуха и коэффициенте местного сопротивления ξ, зависящего от формы всасывающего патрубка, плотность среды определяем по формуле:

,

где - плотность воздуха;

- температура воздуха, подаваемого в топку, .

кг/м³.

Принимаем и (при наличии заслонки).

Итого рассчитываем:

Па.

Сопротивление воздуховодов по длине и местным сопротивлениям определяются суммарно в зависимости от длины воздуховодов. Приняв сопротивление погонного метра воздуховода R = 1 Па/м и длину ориентировочно l = 10 м, высчитываем:

Сопротивление горелки также считаем как потери давления на местном сопротивлении. Коэффициент местного сопротивления горелки определяется типом горелки. Принимаем к установке горелку ГМГА [1, табл. 911], . Скорость вторичного воздуха принимаем 30 м/с.

Высчитываем потери давления на горелке:

.

Высчитываем общее сопротивление воздушного тракта:

Производим подбор дутьевого вентилятора, для этого определяем его производительность Q_в, м³/ч, по формуле:

где - коэффициент запаса по производительности [1, 9.12];

V^o – теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 м³ топлива;

α_Т – коэффициент избытка воздуха в топке;

Δα₁ – присос воздуха в топку;

- температура воздуха, подаваемого в топку, ;

- расчетный расход топлива.

Расчётное давление, создаваемое дутьевым вентилятором, определяем по формуле:

,

где - коэффициент запаса по давлению [1, 9.12];

- температура, для которой составлена характеристика дутьевого вентилятора, [1, с. 105].

Зная производительность и давление, можем по схеме 6.1 подобрать дымосос и вентилятор. Принимаем в установке дымосос Д10 и вентилятор ВД10, частота вращения рабочего колеса n = 970 об/мин.

Схема 6.1. Поле типоразмеров дымососов и дутьевых вентиляторов.

Мощность приводного электродвигателя N^в_дв, кВт, для дутьевого вентилятора определяется по формуле:

где - коэффициент запаса по мощности;

- коэффициент сжимаемости газа в дымососе;

- КПД по характеристике дымососа.