Коефіцієнт теплопередачі

Коефіцієнт теплопередачі у конвекційних поверхнях котельного агрегату без значної похибки можна визначити за формулою для плоскої багатошарової стінки

(6.4)

- термічний опір стінки;

- термічний опір шару забруднення (зола, сажа) з боку газів;

- термічний опір шару забруднення (накип) з боку теплоносія (вода, пара, повітря), який нагрівається;

- коефіцієнти тепловіддачі з боку газів;

- коефіцієнти тепловіддачі з боку теплоносія (вода, пара, повітря), що нагрівається.

Термічний опір теплопровідності сталевої труби становить

і незначний у порівнянні з термічним опором тепловіддачі з боку газів , тому при розрахунку коефіцієнта теплопередачі його можна не враховувати. З боку теплоносія, котрий нагрівається можуть утворюватися забруднення тільки в вигляді накипу у середині кип’ятильних труб, що може погіршити процес теплопередачі. При додержанні правил технічної експлуатації накип не утворюється, тому цей термічний опір не враховують. Зовнішнє забруднення труб неминуче при згорянні усіх видів палива. На поверхні труб осідають в першу чергу дрібні фракції сипучої золи. Зі зростанням швидкості потоку сипуче забруднення зменшується. Коридорні пучки забруднюються більше, ніж шахові. Для зниження забруднень передбачають ряд заходів: установка обдувальних пристроїв, відповідне компонування поверхонь нагріву та інші. Зниження коефіцієнта теплопередачі внаслідок забруднення враховується коефіцієнтом теплової ефективності , який залежить від виду палива швидкості руху газів і компонування пучка труб. Отже, коефіцієнт теплопередачі у пароперегрівачу і повітропідігрівнику визначається за формулою

(6.5)

де - коефіцієнт тепловіддачі з боку пари або повітря.

Для кип’ятильних пучків і економайзера коефіцієнт тепловіддачі з боку пароводяної суміші або води становить . Тобто

, отже, коефіцієнт теплопередачі для кип’ятильних пучків і економайзера дорівнює . (6.6)

Коефіцієнт тепловіддачі від димових газів до поверхні труб визначається складанням коефіцієнтів тепловіддачі конвекцією і коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням за формулою

(6.7)

де - коефіцієнти тепловіддачі конвекцією і випромінюванням;

- коефіцієнт омивання поверхні нагріву димовими газами, враховує нерівномірність омивання пучків труб внаслідок наявності застійних зон.

Величина залежить від розташування труб (коридорне, шахове), напрямку обтікання (вздовж, поперек), збільшується при зростанні швидкості і зменшенні діаметра труб. При поперечному омиванні пучків кип’ятильних труб газоходів визначають за критеріальним рівнянням

; ;

де Nu – число Нуссельта;

- число Рейнольдса;

Pr = 0,615 – число Прандтля;

- теплопровідність димових газів, Вт/(м² ·К);

- середня температура димових газів;

d – зовнішній діаметр кип’ятильних труб;

- кінематична в’язкість димових газів, м² /с;

- швидкість димових газів у газоході м/с;

В_р - витрати палива, кг(м³)/с;

V_г - об’єм газів у газоходах м³ /кг(м³);

f_ж - площа живого перерізу газоходу, м².

Величина зростає із збільшенням температури газів і зниженням температури поверхні труб, із підвищенням вмісту вуглекислоти і водяної пари, а також з збільшенням товщини шару випромінювання і становить 5-10Вт/м² К.