Тепловой и аэродинамический расчет парового котла ДЕ-4-14ГМ (стр. 5 из 11)

а_св, а_г – степень черноты светящейся части факела и несветящихся трёхатомных газов, какой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трёхатомными газами.

Определяем значение степени черноты светящейся части факела а_св

(36)

Определяем значение степени черноты несветящихся трехатомных газов

, (37)

Определяем степень черноты топки при сжигании газообразного топлива

, (38)

Применяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки. Для газа и мазута принимаем

М=0,48.

Определяем среднюю суммарную теплоемкость продуктов сгорания на 1 м³газа при нормальных условиях,

, (39)

где Т_а – теоретическая (адиабатная) температура горения К, определяемая по таблице 2 по значению Q_т , равному энтальпии продуктов сгорания, Н_а;

Т_т"–температура (абсолютная) на выходе из топки, принятая по предварительной оценке, К;

H_т"– энтальпия продуктов сгорания при температуре на выходе из топки,

;

Q_т – полезное тепловыделение в топке,

.

Определяем действительную температуру на выходе из топки

,(40)

Полученная температура отличается от принятой меньше чем на 100⁰С, следовательно, расчёт топки считается оконченным.

6 Расчет конвективных пучков

6.1 Расчет первого конвективного пучка

При расчете конвективной поверхности нагрева используем уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса. Расчет выполняем для 1 м³ сжигаемого газа при нормальных условиях.

Расчет конвективного пучка производим по формулам в соответствии с источником [2].

Предварительно принимаем два значения температур после рассчитываемого газохода υ″=350⁰С и υ″=400⁰С. Далее весь расчет ведем для двух принятых температур.

Определяем теплоту Q_б ,кДж/м³, отданную продуктами сгорания

Q_б = φ · (H^′– H^″+ Δα_к · H⁰_прс), (41)

где φ – коэффициент сохранения теплоты;

H′ – энтальпия продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, кДж/м³, определяется по таблице 2 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после топочной камеры;

H^″ – энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, кДж/м³;

Δα_к – присос воздуха в поверхность нагрева;

H⁰_прс – энтальпия присасываемого в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30⁰С, кДж/м³.

= 0,982·(25212,81–7656,4+0,05·486)=17264,2.

= 0,982·(25212,81–8798,3+0,05·486)=16142,9.

Определяем расчётную температуру потока υ,град., продуктов сгорания в конвективной поверхности

, (42)

где υ′ – температура продуктов сгорания на входе в поверхность нагрева, град;

υ^″ – температура продуктов сгорания на выходе из поверхности нагрева, град.

Определяем среднюю скорость ω_г, м/с, продуктов сгорания в поверхности нагрева

, (43)

где В_р – расчетный расход топлива, м³/с;

F – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м²;

V_г – объем продуктов сгорания на 1 м³ газообразного топлива, м³/м³;

υ – средняя расчетная температура продуктов сгорания, град.

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией

, Вт/(м²·К), от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном омывании коридорных пучков

, (44)

где

– коэффициент теплоотдачи, определяемый по [2] при поперечном омывании коридорных пучков, Вт/(м²·К);

– поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания; определяется по [2] при поперечном омывании коридорных пучков;

– поправка на компоновку пучка; определяется по [2] при поперечном омывании коридорных пучков;

– коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока; определяется по [2] при поперечном омывании коридорных пучков.

= 109·1·1·1,03=112,27.

= 112·1·1·1,02=114,24.

Определяем степень черноты газового потока а

, (45)

где e – основание натуральных логарифмов;

kps – суммарная оптическая толщина, м

(46)

где р – давление в газоходе, МПа; для котлов без наддува принимаем равным 0,1; [2].

s − толщина излучающего слоя для гладкотрубных пучков, м;

, (47)

.

k_г – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами,

.

, (48)

.

.

= 36,9·0,262·0,1·0,176 = 0,170.

= 36,0·0,262·0,1·0,176 = 0,166.

.

.

Определяем коэффициент теплоотдачи

, Вт/(м²·К), учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева

(49)

где

– коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·К), определяем по [2];

– степень черноты;

– коэффициент, определяемый по [2].

Для определения

и коэффициента вычисляем температуру загрязненной стенки , град

, (50)

где

– средняя температура окружающей среды, град; для паровых котлов принимаем равной температуре насыщения при давлении в котле;