Главная | Обратная связь

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива

, кДж/(кг К),

где – полезное тепловыделение в топке, кДж/м³;

– адиабатическая температура горения, °С, которая определяется по при избытке воздуха на выходе из топки (табл.2),

– температура дымовых газов на выходе из топки, °С;

– энтальпия продуктов сгорания топлива при температуре , которая определяется при избытке воздуха перед фестоном (по табл.2), кДж/м³.

Величина температуры дымовых газов перед фестоном неизвестна, и ее определение является одной из основных задач теплового расчета топки. В связи с этим, прежде чем определять величину , необходимо задаться температурой газов перед фестоном.

Задаемся.

Тогда кДж/кг.

 

, кДж/(кг К).

 

5.3.5 Критерий Бугера

Основной радиационной характеристикой продуктов сгорания служит критерий поглощательной способности (критерий Бугера).

,

где - коэффициент поглощения топочной среды, 1/(м× МПа), рассчитывается по температуре и составу газов до фестона. При его определении учитывается излучение трехатомных газов (RO₂, H₂O)

- давление в топочной камере (для котлов без наддува. 0,1 МПа), МПА

- эффективная толщина излучающего слоя, м.

 

 

5.3.5.2 Коэффициент поглощения лучей частями сажи

 

где -коэффициент избытка воздуха до фестона;

-соотношение углерода и водорода в рабочей массе топлива.

 

 

, 1/(м МПа).

, 1/(м×МПа)

 

5.4 Эффективное значение критерия Бугера

Эффективное значение критерия Бугера определяется по формуле:

,

 

5.5 Количество тепла, передаваемое в топке (до фестона) излучением

кДж/м³.

 

5.6 Удельная нагрузка стен топки (до фестона)

кВт/м².

5.7 Тепловое напряжение объема топочной камеры (до фестона)

, кВт/м³.

Т.к. удельное тепловое напряжение топочного объема топки(до фестона) не превышает допустимого для заданного топлива ( кВт/м³ [1,табл.XX]) , можно сделать вывод о том, что работа топки на заданном топливе будет удовлетворительной.

5.8 Расчет температуры газов до фестона при заданных конструктивных характеристиках производится по формуле или [1,ном.4]

 

,^оС.

 

^оС.

Так как полученная температура на выходе из топки не отличается от ранее принятой менее чем на 100 ^оС, то расчет на этом заканчивается.

 

Расчет фестона

 

Задачей расчета фестона является определение температуры газов за ним, его тепловосприятия и потока лучистого тепла, идущего на последующий конвективный пакет.

Температура на входе в фестон равна температуре на выходе из топки = 1065ºC (T'_ф = 1338 K), при которой энтальпия газов на входе в фестон по табл. 2 равна Н'_ф = 22492,7 кДж/м³.

Температуру на выходе из фестона принимаем равной = 1019ºC (T"_ф = 1292 K), при которой энтальпия газов на выходе из фестона по табл. 2 равна Н"_ф = 21400,08 кДж/м³.

6.1 Средняя температура газов в фестоне [1,п.7-17]:

ºС,

Поверочный расчет фестона выполняется на основании уравнений теплового баланса и теплообмена по известным температуре и энтальпии газов перед фестоном, конструктивным характеристикам поверхности нагрева

6.2 Тепло, отданное газами фестону:

кДж/м³.[2.c.134], где

- коэффициент сохранения тепла равный 0,99

, кДж/м^3,

6.3 Определим тепловосприятие фестона по уравнению теплопередачи. Расчетную поверхность фестона определяем по следующей формуле:

,кДж/м³.где к - коэффициент теплопередачи, -расчетный расход топлива,

-температурный напор равный ( температура на линии насыщения по давлению в барабане t_s=198,5⁰C), ^оС.

6.3.1. Определим расчетную скорость дымовых газов.

, м\с. [2.c.135]

- Объем дымовых газов (табл.1),

-площадь живого сечения,

, ,

м\с,

 

[2.c.176].

-коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене,

- коэффициент теплоотдачи при лучистом теплообмене,

6.3.3 Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании коридорных гладкотрубных пучков определяется по [2, стр.178]:

α_к = α_н∙C_z∙C_s∙C_ф , Вт/(м²∙К) ,где

поправка на число рядов труб по ходу газа, [1,стр.221, номограмма 7];

=0,9,

поправка на геометрическую компоновку пучка, [1,стр.221, номограмма 7];

=0,9

поправка, учитывающая влияние изменения физических характеристик, [1,стр.221, номограмма 7]; =1,

=1

α_н – номограмный коэффициент теплоотдачи, [1,стр.220, номограмма 7];

α_н =98 Вт/(м²∙К).

 

6.3.4 Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания для незапыленного потока [1,стр.66]:

 

 

=0.8 [1стр.66].

где крs суммарная оптическая толщина продуктов сгорания.

крs = где

= , 1/(м МПа),

, 1/(м МПа).

крs=

где °C – для котлов малой мощности при сжигании газа [2cтр .198] ,

198,5+60=258,5 ^оС,

^оС,

 

Коэффициент теплопередачи равен:

Температурный напор Δt= - t_s, где

t_s=198,5 ºС; при P_бар=21,5 МПа. Δt=817,5 ºС.

6.4 Таким образом, величина тепловосприятия фестона, рассчитываемая по уравнению теплообмена, будет равна:

 

.

6.5.Расхождение между значением тепловосприятия и значением тепловосприятия составляет [3, п.7.3]:

%.

Полученное расхождение тепловосприятий не превышает допустимое (5 %), поэтому нет необходимости делать второе приближение и расчетной температурой после прохождения фестона является ºС.