 |
Расчет проточной части трубного пространства
|
|
|
|
В трубном пространстве движется вода.
Примем конечную температуру охлаждения дымовых газов 300 ºС. Тогда температурная схема будет иметь вид:
Так как отношение 
, то среднюю разность температур найдем по формуле (12):
Среднюю температуру воздуха найдем по формуле (14):
Среднюю температуру дымовых газов найдем по формуле (15):
Тогда средний расход передаваемого тепла будет равен:
где средняя удельная теплоемкость воздуха св = 1,02 кДж / кг · К при t =145 º C [5].
Суммарный коэффициент теплоотдачи определяем по формуле (2). Для этого найдем все входящие в него составляющие по формулам (3) - (11):
Для воздуха [5] ρ = 827,3 кг / м3 ; μ = 119,7 ·10-6 Па · с; λ = 0,629 Вт /м·К; Pr = 0,888.
Степень черноты дымовых газов найдем по соотношению (7). Для этого необходимо найти степени черноты углекислого газа и паров воды.
Длина пути луча равна
здесь s 1 = 2,4 d н и s 2 = 2,3 d н рекомендованы нормалями Главхиммаша при диаметре трубок d = 53 / 50мм.
Далее находим
Тогда по номограммам [3] этим значениям соответствует:
Значит, согласно уравнению (7) степень черноты дымовых газов будет равна
Степень черноты поверхности теплообменника найдем по соотношению (9). Из [2] для окисленной стали среднее значение степени черноты 
.
Приняв температуру стенки равной температуре остывших газов, можно записать:
Тогда коэффициент теплоотдачи для дымовых газов, передаваемых тепло излучением, будет равен
Найдем конвективную составляющую коэффициента теплоотдачи газа.
Для дымовых газов [5] ρ = 0,384 кг / м3 ; μ = 39,3 ·10-6 Па · с; λ = 7,84 · 10-2 Вт /м·К; Pr = 0,614.
Тогда найдем суммарный коэффициент теплоотдачи для дымовых газов
Термическое сопротивление стальной стенки и загрязнений равно:
|
|
|
где из [2] для стальной стенки 
; 
.
Значит, коэффициент теплопередачи будет равен:
Площадь поверхности теплообмена аппарата будет равна:
Принимаем площадь поверхности теплообмена аппарата равную 1000 м2.
Тогда количество тепла, переданного конвекцией и излучением, найдем по уравнению (1):
Площадь сечения трубок трубного пространства определим по формуле (20):
Число трубок по формуле (21) составит:
Принимаем число трубок в соответствии с рекомендациями нормалей Главхиммаша равное n = 174.
Расчетная длина трубок в соответствии с (18) равна:
4. Проверочный расчет
Для поддержания теплового баланса в системе необходимо выполнение следующего равенства:
Получаем
Погрешность вычислений составляет
Значит, конечной температурой дымовых газов при расчете воздухопод
Результаты расчета
Задавшись выше целью работы, были решены следующие задачи:
1) Рассчитана проточная часть трубного пространства.
Приняв конечную температуру дымовых газов 300 ºС, получили:
а) среднюю разность температур 
;
б) среднюю температуру воздуха 
;
в) среднюю температуру дымовых газов 
;
г) средний расход передаваемого тепла 
;
д) площадь поверхности теплообмена аппарата 
;
е) площадь сечения трубок трубного пространства 
;
ж) число трубок трубного пространства n = 174;
з) длина трубок трубного пространства 
2) Рассчитана теплопередача лучеиспусканием.
а) Суммарный коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием и конвекцией для дымовых газов 
;
б) Количество тепла, переходящего от более нагретого тела к менее нагретому посредством лучеиспускания и конвекции равно 
.
3) Расчет воздухоподогревателя вычислен с погрешностью 
.
6. Анализ результатов счета
Проверочный расчет показал, что в системе соблюден тепловой баланс. А значит, с учетом погрешности, расчет выполнен верно.
|
|
|
|
|
|
