 |
Расчет парообразующего конвективного пучка
|
|
|
|
Таблица 2.6
| № п/п | Наименование величины | Обозна- чение | Ед. изм. | Расчетная формула, или способ определения | Расчет |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Температура газов перед рассматриваемым газоходом | t1 | оС | Из расчета топки или предыдущего газохода t 1 = t з т | 963,343 |
| 2 | Энтальпия газов перед газоходом | I1 | кДж/кг | Диаграмма I Г – t по t 1 | 19317,796 |
| 3 | Коэффициент сохранения тепла | f | - | см. табл. 2.5 | 0,96 |
| 4 | Температура газов на выходе из газохода | t′2 | оС | Принимается три значения с шагом 50 о С | 300 |
| t″2 | 350 | ||||
| t′′′2 | 400 | ||||
| 5 | Энтальпия газов на выходе изгазохода | I′2 | кДж/кг | Диаграмма I Г – t по t 2 | 5533,16 |
| I′′2 | 6504,86 | ||||
| I′′′2 | 7476,57 | ||||
| 6 | Расход топлива | В | кг/с | см. табл. 2.4 | 0,03112 |
| 7 | Количество теплоты отданное газами в пучке | Q′1 | кДж/кг | Q′ 1 = В∙(I 1 - I′ 2)∙f | 411,8 |
| Q′′1 | Q′′ 1 = В∙(I 1 - I′′ 2)∙f | 382,8 | |||
| Q′′′1 | Q′′′ 1 = В∙(I 1 - I′′′ 2)∙f | 353,7 | |||
| 8 | Наружный диаметр труб | dн | м | определяется по чертежу (для КВВА 1,5/5) | 0,029 |
| 9 | Число труб в одном ряду | Z1 | - | задано | 26 |
| 10 | Число рядов труб | Z2 | - | задано | 10 |
| 11 | Шаг труб | S1 | м | задано | 0,038 |
| S2 | 0,045 | ||||
| 12 | Средняя длина труб в газоходе | lср | м | снимается с чертежа курвиметром(для КВВА) 1,5/5) (для КВВА 1,5/5) | 2,0 |
| lакт | 1,625 | ||||
| lпр.акт | 1,22 | ||||
| 13 | Коэффициент омывания | ω | - | ω = l ак т / l ср | 0,812 |
| 14 | Активно омываемая поверхность нагрева | Н | м2 | Н = π d н l ак тZ1Z2 | 36,47 | |||||||||
| 15 | Относительные шаги труб | σ1 | - | S1/ dн | 1,31 | |||||||||
| σ2 | - | S2/ dн | 1,55 | |||||||||||
| 16 | Площадь живого сечения для прохода газов | Fр | м2 | F р = lпр.акт ∙L т ( S1 – d н / S1 ) | 0,492 | |||||||||
| 17 | Эффективная толщина излучающего слоя
| Sэф | м |
| 0,0415 | |||||||||
| 18 | Температура кипения воды при рабочем давлении | t′s | оС | из таблиц водяного пара | 151,85 | |||||||||
| 19 | Средняя температура газового потока | t′ср | оС | t′ ср = 0,5(t 1 + t′ 2) | 631,6715 | |||||||||
| t′′ср | t′′ ср = 0,5(t 1 + t′′ 2) | 656,6715 | ||||||||||||
| t′′′ср | t′′′ ср = 0,5(t 1 + t′′′ 2) | 681,6715 | ||||||||||||
| 20 | Средний расход газов | V′ср | м3/с |
| 1,353 | |||||||||
| V′′ср |
| 1,390 | ||||||||||||
| V′′′ср |
| 1,428 | ||||||||||||
| 21 | Средняя скорость газов | W′г | м/с | W′ г = V ′ср/ F р | 2,750 |
| W′′г | W′′ г = V ′′ср/ F р | 2,825 | |||
| W′′′г | W′′′ г = V′ ′′ср/ F р | 2,902 | |||
| 22 | Коэффициент загрязнения поверхности нагрева | ε∙103 | м2К/ кВт | Принимается при сжигании мазута и коридорном строении пучка | 0,00516 |
| 23 | Средняя температура загрязненной стенки | t′з | Принимается из интервала t′s + (60÷80)оС | 211,85 | |
| 24 | Поправочные коэффициенты αк | Cz | - | принимается | 0,98 |
| Cs | принимается | 1,0 | |||
| 25 | Вязкость продуктов сгорания | ν′ | м2/с | Принимаются из таблицы значений, для продуктов сгорания среднего состава, по средней температуре газового потока | 0,000095 |
| ν′′ | 0,000099 | ||||
| ν′′′ | 0,000103 | ||||
| 26 | Коэффициент теплопроводности продуктов сгорания | λ′ | кВт/(м оС) | 0,000077 | |
| λ′′ | 0,000079 | ||||
| λ′′′ | 0,000081 | ||||
| 27 | Критерий физического подобия Прандтля | P′r | - | 0,607 | |
| P′′r | 0,604 | ||||
| P′′′r | 0,601 | ||||
| 28 | Коэффициент теплоотдачи конвекцией | αк | кВт/ (м2 К) | 
| 0,0350 |
| 0,0356 | ||||
| 0,0361 |
| 29 | Абсолютная средняя температура газового потока | Т′ср | оК | Т ′ ср = t′ ср + 273 | 904,6715 | ||
| Т′′ср | Т ′′ ср = t″ ср + 273 | 929,6715 | |||||
| Т′′′ср | Т ′′′ ср = t′′′ ср + 273 | 954,6715 | |||||
| 30
| Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами | Кг | 1/ мПа∙м | 
| 15,640 | ||
| 15,748 | ||||||
| 15,856 | ||||||
| 31 | Степень черноты газового потока | а | - | 
| 0,0153 | ||
| 0,0154 | ||||||
| 0,0155 | ||||||
| 32 | Степень черноты стенки | аст | - | принимается | 0,82 | ||
| 33 | Абсолютная средняя температура загрязненной стенки | Т′з | оК | Т ′ з = t′ з + 273 | 484,85 |
| 34 | Коэффициент теплоотдачи излучением | а′л | кВт/ (м2 К) | 
| 0,0010 |
| а′′л | 
| 0,0011 | |||
| а′′′л | 
| 0,0012 | |||
| 35 | Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | а′1 | кВт/ (м2 К) | а′1 = ω∙(α′к + а′л) | 0,0292 |
| а′′1 | а′′1 = ω∙(α′′к + а′′л) | 0,0298 | |||
| а′′′1 | а′′′1 = ω∙(α′′′к + а′′′л) | 0,0303 | |||
| 36 | Коэффициент теплопередачи | k′ | кВт/ (м2 К) | k′ = а′1/(1 + ε ∙ а′1) | 0,0254 |
| k′′ | k′′ = а′′1/(1 + ε ∙ а′′1) | 0,0258 | |||
| k′′′ | k′′′ = а′′′1/(1 + ε ∙ а′′′1) | 0,0262 |
| 37 | Разность температур: | оС | |||
| большая | Δtн | Δt н = t 1 - ts | 811,493 | ||
| меньшая | Δt′к | Δt′ к = t′2 - ts | 148,15 | ||
| Δt′′к | Δt′′ к = t′′2 - ts | 198,15 | |||
| Δt′′′к | Δt′′′ к = t′′′2 - ts | 248,15 | |||
| 38 | Средний температурный напор | Δt′ср | оС | Δt ′ср = (Δt н - Δt ′к)/ ln (Δt н / Δt ′к) | 390,064 |
| Δt′′ср | Δt ′′ср = (Δt н - Δt ′′к)/ ln (Δt н / Δt ′′к) | 435,056 | |||
| Δt′′′ср | Δt ′′′ср = (Δt н - Δt ′′′к)/ ln (Δt н / Δt ′′′к) | 475,47 | |||
| 39 | Тепловосприятие поверхности нагрева | Q′2 | кВт | Q′2 = H ∙ k′ ∙ Δt ′ср | 361,3 |
| Q′′2 | Q′′2 = H ∙ k′ ′ ∙ Δt′′ ср | 409,3 | |||
| Q′′′2 | Q′′′2 = H ∙ k′′ ′ ∙ Δt′′′ ср | 454,3 | |||
| 40 | Температура газов за конвектиной поверхностью | t2 | оС | Графическая интерполяция | 333 |
| 41 | Количество теплоты воспринятое повехностью нагрева | Qк | кВт | Графическая интерполяция | 392,0 |
| 42 | Энтальпия газов за конвективной поверхностью | I2 | кДж/кг | Диаграмма I Г – t по t 2 | 6174,485 |
| 43 | Энтальпия пара | Iх | кДж/кг | см. табл. 2.4 | 2748,5 |
| 44 | Энтальпия питательной воды | Iпв | кДж/кг | см.тТабл. 2.4 | 293,3 |
| 45 | Количество пара, вырабатываемое в конвективной поверхности | D | кг/с | D = Q к /(I х + I пв) | 0,129 |
Тепловой баланс котла
|
|
|
Таблица 2.7
| 1 | Распологаемое тепло | Qрр | кДж/кг | см. табл. 2.4 | 41095,14 |
| 2 | Расход топлива | В | кг/с | см. табл. 2.4 | 0,03112 |
| 3 | Количество тепла, переданное в топке | Qл | кВт | см. табл. 2.5 | 625,588 |
| 4 | Энтальпия питательной воды | Iпв | кДж/кг | см. табл. 2.4 | 293,3 |
| 5 | Энтальпия влажного пара | Iх | кДж/кг | см. табл. 2.4 | 2748,5 |
| 6 | Количество тепла воспринятое конвектив-ной испарительной повехностью нагрева | Qк | кВт | см. табл. 2.6 | 392,0 |
| 7 | Коэффициент полезного действия котла | ƞ | % | см. таб. 2.4 | 80,0 |
| 8 | Паропроизводитель- ность котла | Dк | кг/с | см. табл. 2.4 | 0,4166 |
| 9 | Полное количество тепла, переданное воде в котле | Q1 | кВт | Q 1 = Q л + Q к | 1017,588 |
| 10 | Полученная произво-дительность котла | Dппр | кг/с | D ппр = Q 1 / I х - I пв | 0,4144 |
| 11 | Расхождение по паро- производительности | Δ Dк | % | 
Расхождение по паропроизводительности не должно превышать ± 1%. Условие выполнено.
| 0,52 |
| 12 | Полученный коэффициент полезного действия | Ƞпк | % | 
| 79,59 |
| 13 | Расхождение по коэффициенту полезного действия | ΔȠ | % | 
Расхождение по коэффициенту полезного действия не должно превышать ± 1%. Условие выполнено.
| 0,51 |
| 14 | Невязка теплового баланса | ΔQ | Q р р ∙ Ƞ пк - Q 1 /В ≤ 0,005 Q р р 9,7 ≤ 205,42 Условие выполнено. | ||
Рис.2. Графическое решение уравнений теплового баланса и теплопередачи
ПРИЛОЖЕНИЯ
Прил. А К определению площади фронта топки
Прил. Б К определению длин облучаемых труб
Прил. В К определению проекции активной длины
Таблица теплофизических свойств воздуха и продуктов сгорания
| Воздух | Рr | Продукты сгорания | ||||
| t, оС |  n106, м2/с
| l102, Вт/(м оС) | n106, м2/с
| l102, Вт/(м оС) | Рr | |
| 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 | 13,2 23,2 34,8 48,2 62,9 79,3 96,7 115,0 135,0 155,0 177,0 200 223 247 273 300 327 355 384 415 448 478 | 2,43 3,19 3,87 4,48 5,05 5,62 6,15 6,66 7,14 7,61 8,05 8,46 8,87 9,27 9,65 10,02 10,38 10,75 11,11 11,45 11,86 12,09 | 0,70 0,69 0,69 0,69 0,70 0,70 0,71 0,71 0,72 0,72 0,72 0,72 0,73 0,73 0,73 0,73 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,75 | 11,9 20,8 31,6 43,9 57,8 73,0 89,4 107,0 126,0 146,0 167,0 188,0 211,0 234,0 258,0 282,0 307,0 333,0 361,0 389,0 419,0 450,0 | 2,28 3,13 4,12 4,84 5,70 6,56 7,42 8,27 9,15 10,01 10,90 11,75 12,56 13,49 14,42 15,35 16,28 17,33 18,14 18,96 19,89 20,70 | 0,74 0,70 0,67 0,65 0,64 0,62 0,61 0,60 0,59 0,58 0,58 0,57 0,56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,50 0,49 0,49 0,48 |
|
|
|
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Тепловой расчет котельных агрегатов. (Нормативный метод). В 2 т. Т.1. 358 с. Под ред. В.В.Митора, И.Е.Дубовской, Н.В.Кузнецова, Э.С.Карасиной., Л.: Судостроение, 1986
2. Дементьев К.С., Романов В.А., Турлаков А.С., Волков Д.И. Проектирование судовых парогенераторов: Л.: Судостроение 1986, Учебник. 356 с..: ил.
3. А. С. Хряпченков «Судовые вспомогательные и утилизационные котлы», Ленинград, «Судостроение», 1988 г.
4. Томский Г.И. Тепловой расчет стационарного котла, Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию, Мурманск 2009 г.
5. Федоренко В.М. и др. «Эксплуатация судовых котельных установок»
– М.: «Транспорт», 1991 г.
6. Котелко В.Ю. и др. «Тепловой расчет судовых паровых котлов»
– М.: «Мортехинформреклама», 1992 г.
6. Гидравлический расчет котельных агрегатов. (Нормативный метод). Под ред. Балдина О.М.,Локшин В.А., Петерсон Д.Ф. и др. Под ред. Балдина О.М.,Локшин В.А., Петерсон Д.Ф. и др., 1978, 256 с.: ил.
|
|
|
