8
РАСЧЕТ КОНВЕКТИВНЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
Расчет
конвективных поверхностей сводится к
определению температуры газов за поверхностью
нагрева. Расчет ведется методом последовательного
приближения. Для того, чтобы не производить
многократно расчет, задаются сразу две
температуры уходящих газов за конвективными
пучками (
и
); проводится
теоретическая интерполяция и проверяется
точность расчетов по формуле:
Таблица
9 – Расчет первого конвективного пучка
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 1 |
Число труб в ряду
вдоль оси котла |
Z1 |
шт |
По чертежу |
18 |
18 |
| 2 |
Число рядов
труб поперек оси котла |
Z2 |
шт |
По чертежу |
8 |
8 |
| 3 |
Диаметр труб |
dН |
мм |
По конструктивным
данным |
51 |
51 |
| 4 |
Расчётные шаги:
-поперечный
-продольный |
S1
S2 |
мм
мм |
По конструктивным
данным |
90
110 |
90
110 |
| 5 |
Площадь первого
сечения для прохода продуктов сгорания
при поперечном омывании кладки труб |
F1 |
м2 |
F1=a*b-Z2*L*dН;
(57)
где а*b-размеры
сечений 1-ого газохода, м; L=b-длина труб
в 1-ом газоходе, м. |
0,59 |
0,59 |
| 6 |
Площадь поверхности
нагрева газохода |
НГ |
м2 |
НГ=π *dH*L*n
(58)
НГ=3,14*51*2*144 |
43,8 |
43,8 |
| 7 |
Относительный
продольный шаг |
s1 |
|
;
|
2,156 |
2,156 |
| 8 |
Относительный
поперечный шаг |
s2 |
|
;
|
1,76 |
1,76 |
|
| |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| 24 |
Продолжение
таблицы 9 – Расчет первого конвективного
пучка
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 9 |
Температура дымовых
газов перед I конвективным пучком |
|
0С |
|
805 |
805 |
| 10 |
Энтальпия дымовых
газов перед I конвективным пучком |
|
кДж
/кг*м3 |
По Yq-диаграмме |
7100 |
7100 |
| 11 |
Температура дымовых
газов за I конвективным пучком |
|
0С |
Предварительно
задается |
500 |
300 |
| 12 |
Энтальпия дымовых
газов после I конвективного пучка |
|
кДж
/кг |
По Yq-диаграмме |
3900 |
1800 |
| 13 |
Теплота, отданная
продуктами сгорания |
Qб |
кДж
/кг |
Qб
= j(
-
+DaТ*
) (61)
=0,95(7100-3900+1,5* *123,38)
=0,95(7100-1800+1,5* *123,38) |
3216 |
5211 |
| 14 |
Средняя расчетная
температура продуктов сгорания |
|
0С |
;
(62)
;
|
652,5 |
552,5 |
| 15 |
Температурный
напор |
Dt |
0С |
Dt
=
-tк,
(63)
где tк-
температура кипения, tк=194,1; Dt500=652,5-194,1;
Dt300=552,5-194,1 |
458,4 |
358,4 |
|
| |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| 25 |
Продолжение
таблицы 9 – Расчет первого конвективного
пучка
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 16 |
Средняя скорость
продуктов сгорания в I конвективном
пучке |
w |
м/с |
; (64)
;
|
3,2 |
2,9 |
| 17 |
Коэффициент теплоотдачи
конвекций от продуктов сгорания с поверхности
нагрева |
aк |
Вт
/кг*К |
aк=dН(z*CФ*С3),
(65)
где dН=61;
С3=1; CФ=10,5 |
64,6 |
59,29 |
| 18 |
Толщина излучения
слоя для гладких трубных пучков |
LН |
м |
LН=0,9*dН
;
(66)
LН=0,9*61(3,14*
) |
0,177 |
0,177 |
| 19 |
Суммарная поглотительная
способность 3-х атомных газов |
РnSН |
м/мПа |
Рn=0,1 мПа
Рn*SН=0,1*0,013=0,0177
(67) |
0,018 |
0,018 |
| 20 |
Коэффициент ослабления
лучей 3-х атомных газов |
RГ |
|
Определяется
по номограмме |
14 |
15 |
| 21 |
Суммарная оптическая
толщина |
КРnSН |
|
(68)
K*Рn*SН=
(RH*rn+Кзол+Мизол)
18*1,563*0,065*0,957*0,0177 |
0,032 |
0,032 |
| 22 |
Степень черноты
газового потока |
α |
|
По номограмме:
α 500
= 0,13; α 300 = 0,15 |
0,13 |
0,15 |
| 23 |
Коэффициент теплопередачи |
К |
Вт
/м2К |
К=ψ*α;
(69)
Ψ300=0,65*47,16;
Ψ 500=0,65*30,5 |
32,8 |
30,65 |
|
| |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| 26 |
Продолжение
таблицы 9 – Расчет первого конвективного
пучка
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 24 |
Коэффициент теплоотдачи |
αл |
Вт
/кг2К |
По номограмме:
α 500
= 35
α 300
= 60
αл=dН*
α;
(70)
=35*0,13=4,55
=60*0,15=9 |
4,55 |
9 |
| 25 |
Суммарный коэффициент
теплоотдачи |
α1 |
Вт
/кг2К |
α1=§(αK+α1);
(71)
=9;
=4,55;
§=0,95;
=0,95(9+44,16)
=0,95(4,55+45,16) |
50,5 |
47,16 |
| 26 |
Количество
теплоты воспринятое поверхностями нагрева |
QТ |
кДж
/кг |
;
(72)
;
; |
8231 |
6024 |
|
| |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| 27 |
Таблица
10 – Расчет второго конвективного
пучка
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 1 |
Число труб в
ряду вдоль оси котла |
Z1 |
шт |
По чертежу |
18 |
18 |
| 2 |
Число рядов
труб поперек оси котла |
Z2 |
шт |
По чертежу |
6 |
6 |
| 3 |
Диаметр труб |
dН |
мм |
По чертежу |
51 |
51 |
| 4 |
Расчётные шаги:
-поперечный
-продольный |
S1
S2 |
мм
мм |
По чертежу
По чертежу |
90
110 |
90
110 |
| 5 |
Площадь второго
сечения для прохода продуктов сгорания,
при поперечном омывании кладки труб |
F1 |
м2 |
F1=a*b-Z1*L*dН;
(73)
F1=0,640
а=а*b-размеры
в сечениях 1-ого газохода; L=b-длина труб
в газоходе b=2,1; a=0,68; L=2 |
0,62 |
0,62 |
| 6 |
Площадь поверхности
нагрева газохода |
НГ |
м2 |
НГ=π*dH*L*n
(74)
НГ=3,14*0,051*2,20*
*108 |
38,5 |
38,5 |
| 7 |
Относительный
поперечный шаг |
s1 |
|
;
|
1,76 |
1,76 |
| 8 |
Относительный
продольный шаг |
s2 |
|
;
|
2,15 |
2,15 |
| 9 |
Температура дымовых
газов перед II конвективным пучком |
|
0С |
|
400 |
400 |
| 10 |
Энтальпия дымовых
газов перед II конвективным пучком |
|
кДж/кг*м3 |
По Yq-диаграмме |
2927 |
2927 |
| 11 |
Температура дымовых
газов за конвективным пучком |
|
0С |
Предварительно
задается |
400 |
200 |
|
| |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| 28 |
Продолжение
таблицы 10 – Расчет второго конвективного
газохода
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 12 |
Суммарная поглотительная
способность 3-х атомных газов |
РnSН |
м/мПа |
Рn=0,1 мПа*0,177
(77)
|
0,0177 |
0,0177 |
| 13 |
Теплота отданная
продуктами сгорания |
Qб |
кДж
/кг |
Qб
= j(
-
+Da2Г*
)(78)
=0,95(4428 – 2927 + 0,1 * *123,38)
=0,95(2927-2014+0,1* *123,38) |
1438,2 |
879,68 |
| 14 |
Средняя расчетная
температура потока продуктов сгорания |
|
0С |
(79) |
300 |
400 |
| 15 |
Температурный
напор |
Dt |
0С |
Dt
=
-tк,
tк=194,1;
(80)
где tк- температура
кипения, Dt400=405-194,1; Dt200=305-194,1 |
205,9 |
105,9 |
| 16 |
Средняя скорость
продуктов сгорания в II конвективном пучке |
w |
м/с |
; (81)
|
1,9 |
2,22 |
| 17 |
Коэффициент теплоотдачи
конвекции от продуктов сгорания поверхности
нагрева |
aK |
Вт
/кг*К |
aK=dН(Сz*CФ*СS),
(82)
где СS=1;
СZ=0,96;
CФ400=1,05; CФ200=1;
;
|
28,2 |
24,2 |
|
| |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| 29 |
Продолжение
таблицы 10 – Расчет второго конвективного
газохода
| №
п/п |
Наименование
величины |
Усл. обознач. |
Ед. изм. |
Расчетные
данные |
Результат |
|
|
|
| 18 |
Толщина излучения
слоя для гладких трубных пучков |
LН |
м |
LН=0,9*dН
; (83)
LН=0,9*0,051
|
0,177 |
0,177 |
| 19 |
Коэффициент ослабления
лучей 3-х атомных газов |
RГ |
|
Определяется
по номограмме |
18 |
19 |
| 20 |
Суммарная оптическая
толщина |
КРnSН |
|
K*Рn*SН=KГ*
rn* SН
(84)
18*0,24*0,177 |
0,081 |
0,081 |
| 21 |
Степень черноты
газового потока |
α |
|
По номограмме:
α 500
= 0,13 α 300 = 0,15 |
0,13 |
0,15 |
| 22 |
Коэффициент теплоотдачи |
αл |
Вт
/кг2К |
По номограмме:
α 500
= 35; α 300 = 60;
αл=dН*
α;
(85)
=35*0,13=4,55;
=60*0,15=9 |
4,5 |
5,8 |
| 23 |
Суммарный коэффициент
теплоотдачи |
α1 |
Вт
/кг2К |
α1=§(αK+α1);
(86)
=4416;
=45;
§=0,95;
=0,95(28,2+4,5)=31,06;
=0,95(24+5,8)=28,3 |
31,06 |
28,3 |
| 24 |
Коэффициент теплопередачи |
К |
Вт
/м2К |
К=ψ*α;
(87)
Ψ=0,65* α1
(88)
К
200=0,9*28,3=25,47
К
400=0,9*31,06=27,9 |
27,9 |
25,47 |
| 25 |
Количество
теплоты воспринятое поверхностями нагрева |
QТ |
кДж
/кг |
;
(89)
|
4798 |
3628 |
|
| | |
ТГКСТ
2011 КП 140102 322 КУ |
Лист |
| |
30 |
|