Поверочный расчёт топочной камеры.

1)Задается температура сгорания на выходе из топки:

V^”_m=1000 [⁰C]

2)Интервал продуктов сгорания:

J^”_m=18551,01 [кДж/м3]

3)Полезное тепло выделения в топке:

Q_m=Q_p^p×100-q_s/100=36550×100-0,5/100=36407,05 [кДж/м3]

4)Коэффициент тепловой эффективности экрана:

Ψ=X φ =0,52

5)Эфективная толшина изучающая слоя:

S=3,6×V_т/F_ст=3,6×39,3/51,8=2,76 [м]

6)Коэффициент ослабления лучей:

k=k_r×r_п+k_c=6,87×0,254+1,2=2,94

7)Подчитываем степень черноты факела:

a_ф=m×a_св(1-m) ×a_т

a_св=1-e^-(KrRn+kc)

a_св=1-e^{-(6,87×0,254+2,94)×0,1×2,76}

a_св=0,724

a_г=1-e^{-(6,208×0,254×0,1×2,76)}

a_г=0,381

a_ф=0,1×0,724+(1-0,1) ×0,381=0,414

8)Определяем степень черноты топки:

а_т=а_ф/(а_ф+(1-а_ф)ψ)=0,414/(0,414+(1-0,414)×0,52=0,414/0,718=0,576

9)Определяем параметр М в зависимости от относительного положения максимума температуры пламени по высоте топки:

М=0,54-0,2×X_т=0,494                х_т=h_p/H_т=0,23

10)Средняя суммарная теплоёмкость продуктов сгорания:

V_c.cp=(Q_m-J''_m)/(T_a-T''_т)=(36407,05-18511,01)/(2103-1273)=21,51кДж/кг

Т_а=υ_а^’’+273=1830+273=2103 [^оК]

T_m^’’= υ_m^’’+273=1000+273=1273 [^оК]

Q_m=36407,05 [кДж/м3]

J^’’=18511,01 [кДж/м3]

11) Определяем действительную температуру на выходе из топки:     

V''_т=2103/(0,494×((5,67×0,52×51,3×0,576×(2103)³)/(10¹¹×0,982×0,195×21,51)^0,6+1)-273=(2103/1,742)-273=934,23 [⁰C]

Расчет конвективных пучков котла.

Таблица2.5

Велечина	Обозначение	Размер	Способ определения	Результат
				1кип.п.	2кип.п.
Диаметр	d	мм	По чертежу	51	51
Диаметр труб	l	м	По чертежу	2,42	2,42
Длина труб	Z1	шт	По чертежу	16	11
Число т.в.р	Z2	шт	По чертежу	22	22
Число р.т.	n		Z1×Z2	352	242
Общее ч.т.	S1	мм		100	100
Поперечный	S2	мм		110	110
Продальный	G1		S1/d	1,96	1,96
Отночительный поверечный шаг труб	G2		S2/d	2,156	2,156
Площадь поперечного сечения для прохода н.с.	F	М2	a×b×d×l×Z1	2,44	1,7
Площадь поверхности нагрева	H	М2	Пd×l×n	136,41	93,78

 

Поверочный расчёт I -ого кипятильного пучка

Таблица 2.6 - Поверочный расчёт I-ого кипятильного пучка

Величина	Обозначение		Единица измерения		Способ определения	Результат
						300	500
Теплота отданная продуктам сгорания	Qб		кДм/м3		Q=φ(I'-II''+∆αI°прс=0,982× ×(18038,99-5299,4+0,05×386,06)= =(18038,99-9056,13+0,05×386,06)	12529,23	8840,12
Расчёт теплота потока продуктов сгорания	v		°С		v =(v'+v'')/2=(924,23+300)/2 v =(934,23+500)/2	617,17	717,11
Температурный напор	∆t		°C		∆t= v -tk=617,17-191 ∆t=717,11-191	426,17	526,11
Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева	W2		м/с		W=(BpVr(v+273))/(F×273)= =((0,195×14,31×890,17)/(2,44×273) =(0,195×14,31×990,11)//(2,44×273)	2,07	2,22
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном сечении	αк		Bm/м2К		αк=αнGzCsCф= 32×1×1×1,11 36×1×1×1,05	35,52	37,8
Степень черноты газового потока	kps				kps=kчrnps= (35,88×0,201)×0,1×0,201 (32,54×0,201)×0,1×0,201	0,155	0,140
Коэффициент теплоотдачи	αn	Bm/м2°К		αn=αнαCг= 85×0,143×0,97 144×0,131×0,96		11,79	18,10
Суммарный коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания к поверхности нагрева	α1	Bm/м2°К		α1=φ(αк+αл)= 1×(35,52+11,79) 1×(37,7+18,10)		47,31	55,90
Коэффициент теплопередачи	K	Bm/м2°К		К=ψα1=0,85×47,31 К=ψα1=0,85×55,9		40,21	47,51
Количество теплоты воспринятое поверхностью нагрева	Qт	КДж/м3		Qm=(KH∆t)/(Bp×103)= (40,21×136,4×330,604)/ (0,195×103) (47,51×136,4×494,756)/ (0,195×103)		9298,69	16442,04
Температурный напор	∆t	°С		∆t=(v'-v'')/(2,3 lgx((v'-tk)/(v''-tk)= (934,23-500)/ /(ln(934,23-191)/ (500-191) (934,23-300)/ /(ln(934,23-191)/ (300-191)		330,604	494,756

 

Поверочный расчёт II -ого кипятильного пучка

Таблица 2.7 - Поверочный расчёт II-ого кипятильного пучка

Величина	Обозначение	Единица измерения	Способ определения	Результат
				200	300
Теплота отданная продуктам сгорания	Qб	кДм/м3	Qб= 0,982×(6654,2-3690,58+0,1×386,06) Qб=0,9816(6654,2-5593,31+0,1×386,06)	2948,18	1079,7
Расчёт t потока продуктов сгорания	V	°С	v =(200+345)/2 v =(300+345)/2	272,5	322,5
Температурный напор	∆t	°C	∆t=272,5-191 ∆t=322,5-191	81,5	131,5
Средняя скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева	W2	м/с	W=(0,195×15,777 (272,5+273))/ /(1,7×273) W=(0,195×15,77 (322,5+273))/ /(1,7×273)	3,614	2,5
Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева при поперечном сечении	αк	Bm/м2К	αк= 32×1×1×1,15 αк =34×1×1×1,11	36,8	37,74
Степень черноты газового потока	kps		kps=44,39×0,146×0,201×0.1 kps=42,45×0,146×0,201×0,1	0,130	0,146
Коэффициент теплоотдачи	αn	Bm/м2°К	αn=31×0,122×0,94 αn =41×0,117×0,92	3,55	4,41

 

Суммарный коэффициент теплоотдачи продуктов сгорания к поверхности нагрева	α1	Bm/м2°К	α1=(36,8+3,55)1 α1=(37,74+4,11)1	40,35	42,15
Коэффициент теплопередачи	K	Bm/м2°К	К=ψα1=0,85×40,35 К=0,85×42,15	34,29	35,82
Количество теплоты воспринятое поверхностью нагрева	Qm	КДж/м3	Qm=(34,29×93,78×51,06)/(0,195×1000)3 Qm=(35,82×93,78×130,2)/(0,195×1000)3	842,02	2242,91
Температурный напор	∆t	°С	∆t=(v'-v'')/(2,3 lgx((v'-tk)/ /(v''-tk))=(345-200)/ /(ln(345-191)/(200-191) ∆t=(345-300)/ /(ln(345-191)/(300-191)	51,06	130,206

Конструктивный расчёт ВЭК

 Таблица 2.8 - Конструктивный расчёт ВЭК

Велечина	Обозначение	Еденицы измерения	Способ определения	Результат
Температура от данной продуктами сгорания	Qб	кДж/м3	Qб=φ(I’’эк-I’’+∆µэк×I)= 0,982×(4613,61-2823,365+0,1×386,06)	1828,851
Энтальпия после ВЭК	I’’эк	кДж/м3	I’’эк=(Вр×Qб)/(D+Dпр)+Iэк= =(0,195×1828,851)/2,78 +(0,03×2,78)+435,76	560,306
Температура ВЭК на выходе	t’’эк	кДж/м3	t’’эк=I’’ВЭК/4,19= =560,306/4,1	133,724
Температурный напор 0C	∆t	0C	∆t=(∆tб-∆tм) /2,3lg(∆tб/∆tм)= =(86,276-46) /2,3lg(86,276-46)	64,041
Скорость продуктов сгорания ВЭК	Wr	м/с	Wr=ВрVг(Vэк+274)/ (Vэк×274)= 0,195×15,77×(185+273) /(0,72×2,73)	7,165
Коэффициент теплопередачи	K	Вт/м2к	K=khG=18,5×1,038	19,203
Площадь поверхности нагрева	Hэк	М2	Hэк=(103×QбBр)/(K×∆t)= =(103×1828,851×0,195)/ /(19,203×64,142)	289,992
Общее число труб	n	шт1	n=Hэк/Hтр= =289,992/2,95	98,302
Общее число рядов	m	шт1	m=n/z1=98,302/6	16,384

 

Невязка теплового баланса

∆Q=Q^c_нη(Q₁+Q_б^{I кп}+Q_б^{II кп}+Q_б^ВЭК)

Q_л=φ(Q_m-J''_m)=0,982(30855,1-16007,93)=0,982×14847,17=15135,3 кДж/кг

30980×0,91-(15135,3+7811,03+2216,1+1877,19)=28191,8-27039,62=1152,18 [кДж/м3]

∆=(1152,18/28191,8) ×100 =0,408\