Методика розрахунку теплообміну в топці

 

Основні початкові дані приведені в табл. 5.2. Частина їх приймається з

 

попередніх розрахунків:

 

- теплове навантаження паливного об'єму q_v, кВт/м³;

 

- довжина труб екранів l ₁, l _э, м;

 

- кутові коефіцієнти екранних труб х₁, х_э(задані);

 

- параметр М (заданий);

 

- об'ємна частка водяної пари r_Н20

 

- сумарна об'ємна частка r_п;

 

- тиск в топці Р_т, МПа;

 

- коефіцієнт забруднень поверхні нагріву, що сприймає промені ξ;

 

- корисне тепловиділення в топці Q_вт (теоретична ентальпія І_а), кДж/кг;

 

- витрата палива В, кг/с;

 

- коефіцієнт збереження тепла φ;

 

- вміст вуглецю і водню в робочій масі С^р, Н^р.

 

Таблиця 5.1

 

Параметр, позначення	Розм.	Формула, джерело	Результат
Об'єм топки Vт	м3
Довжина топки Lт	м
Площа стін паливного фронту Fтф	м2
Поверхня нагріву, що сприймає	м2
промені Нл

Продовження табл. 5.1
Параметр, позначення		Розм.	Формула, джерело	Результат
Площа стін топки Fст		м2
Міра екранування ψ		–
Ефективна товщина		м	Формула (5.15)
випромінюючого шару S
Температура газу на виході з	°C	Приймається
топки tзт'				1150 – 1300
Ентальпія газів на виході з	кДж/кг	Діаграма І-t по tзт'
топки Ізт'
Коефіцієнт		послаблення	1/(МПа·м)
променів	трьохатомними		Формула (5.13)
газами Кг
Коефіцієнт		послаблення	1/(МПа·м)	Формула (5.14)
променів частками сажі Кс
Міра чорноти	полум’я,	що	–	Формула (5.11)
світиться асф
Міра чорноти	полум’я,	що	–	Формула (5.12)
не світиться аг
Коефіцієнт	усереднювання	–	Формула (5.6)
m
Міра чорноти факела аф		–	Формула (5.5)
Міра чорноти топки ат		–	Формула (5.7)
Теоретична		температура	°C	Діаграма І-t по Qвт
горіння ta
Абсолютна теоретична		К
температура горіння Та
Середня		сумарна	кДж/(кг·°С)	Формула (5.10)
тепломісткість газів VпсСср
Критерій Больцмана Во		–	Формула (5.9)
Безрозмірна температура на	–	Формула (5.1)
виході з топки Θзт
Розрахункова	температура	°C
газу за топкою tзт
Різниця Δtзт				°C
Теплові потужності топки	кВт	Формула (5.2) для Ізт та
Qл та Qл'				Ізт’
Різниця ΔQл				%

Продовження табл. 5.1
Параметр, позначення		Розм.	Формула, джерело	Результат
Кількість пари отриманої	в	кг/с	Формула (5.17)
екранах Dэ
Питомий паровідбір d		кг/(м2·с)
Коефіцієнт прямої віддачі χ		%	Формула (5.16)

 

ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ

 

Варіанти завдань приведені в табл. 5.2. Розрахунку підлягають котли

 

схема яких приведені на рис. 3.2.

 

Таблиця 5.2

 

Вар.	qv		l 1 ,	х1	l э,	хэ	Параметр	ξ	Прототип
	кВт/м		м		м		M		(рис. 3.2)
			3,2	0,96	3,7	1,0	0,45	0,7
			2,2	0,95	3,2	1,0	0,42	0,9
			1,98	0,96	2,4	0,95	0,45	0,8
			2,4	0,97	3,7	0,96	0,43	0,75
			3,8	0,96	4,3	0,98	0,4	0,6
			2,0	1,0	2,15	1,0	0,5	0,65
			2,5	1,0	3,0	1,0	0,445	0,6
			2,56	0,98	3,25	0,98	0,48	0,6
			2,48	1,0	3,11	0,99	0,51	0,57
			2,78	0,92	3,5	0,96	0,5	0,78
			3,63	1,97	4,3	0,98	0,38	0,6
			1,8	0,98	2,0	1,0	0,443	0,55
			2,34	1,0	2,98	1,0	0,45	0,73
			3,4	0,97	4,2	1,0	0,4	0,62
			2,45	0,93	3,08	0,97	0,465	0,8
			3,28	0,98	3,75	1,0	0,45	0,66
			2,4	0,96	3,3	1,0	0,44	0,75
			2,08	0,97	3,48	0,92	0,47	0,85
			2,6	0,96	3,3	0,96	0,435	0,68

 

Продовження табл. 5.2

 

Вар.	qv	l 1,	х1	l э,	хэ	Параметр	ξ	Прототип
	кВт/м3	м		м		M		(рис. 3.2)
		3,9	1,0	4,4	0,95	0,48	0,5
		2,2	0,97	2,4	1,0	0,42	0,5
		2,6	0,97	3,32	0,97	0,4	0,6
		2,76	0,96	3,45	1,0	0,48	0,55
		3,4	0,96	4,1	0,94	0,51	0,85
		2,98	0,95	3,8	0,97	0,52	0,58
		3,6	0,97	4,36	1,0	0,395	0,7
		2,1	0,99	2,28	0,99	0,405	0,55
		2,64	0,92	3,68	1,0	0,45	0,65
		3,48	0,97	3,18	0,97	0,39	0,6
ЗО		2,45	0,97	3,18	1,0	0,475	0,52
		2,40	0,93	3,08	0,97	0,465	0,8
		3,28	0,99	3,70	1,0	0,455	0,67
		2,3	0,96	3,33	1,0	0,445	0,78
		2,1	0,97	3,48	0,95	0,48	0,88
		2,6	0,98	3,31	0,96	0,44	0,69

 

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Охарактеризуйте топку як систему сірих тіл.

 

2. Як впливає зміна значення коефіцієнту надлишку повітря на величину теоретичної температури горіння до температуру газу за топкою?

3. Опишіть характер зміни температури газу по довжині топки.

 

4. Які експлуатаційні і конструктивні чинники впливають на характер протікання теплообміну в топці?

 

5. Поясніть поняття "Ефективна товщина випромінюючого шару".

 

6. Поясніть фізичний сенс поняття "Міра чорноти топки",

 

охарактеризуйте чинники, що впливають на її величину?

 

7. Вкажіть мету і послідовність розрахунку теплообміну в топці.

 

8. Якими параметрами характеризується конструктивна досконалість топкової камери?

 

9. У чому полягає фізичний сенс параметра "коефіцієнт прямої віддачі"? Як з його допомогою оцінюють ефективність роботи топки?

10. Поясніть, що характеризує критерій Больцмана і які параметри в нього входять?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6