Малюнок 4 - Розташування димаря
а - поза трубчастої печі; б - над камерою конвекції
2. Розрахункова частина
2.1 Розрахунок процесу горіння палива
Метою цього етапу розрахунку є розрахунок нижчої теплотворної здатності палива, кількості і складу продуктів згоряння, теплосодержания продуктів згоряння.
Нижча теплотворна здатність палива визначається за рівнянням Менделєєва, кДж/кг:
, (1)
гдеW - вміст вологи в паливі,% мас.
кДж/кг
Теоретична кількість повітря, необхідне для згоряння 1 кг палива, кг/кг:
, (2)
кг/кг.
Фактичний витрата повітря, кг/кг:
, (3)
кг/кг.
Кількість продуктів згоряння, що утворюються при спалюванні 1 кг палива, кг/кг:
, (4)
де Wф - витрата форсуночного пари, кг/кг,
кг/кг.
Кількість газів, що утворюються при згорянні 1 кг палива кг/кг:
; (5)
кг/кг;
; (6)
кг/кг;
; (7)
кг/кг;
; (8)
кг/кг;
; (9)
кг/кг.
Перевірка:. (10)
кг/кг, G=18,6410
Перевірка показала, що всі зроблені розрахунки вірні.
Об'ємна витрата повітря, необхідного для згоряння 1 кг палива, м3/кг:
; (11)
м3/кг.
Розрахунок продуктів згоряння на 1 кг палива при заданій температурі проводиться за формулою:
, (12)
де - температура продуктів згоряння, К;
- середні масові теплоємності продуктів згоряння,
кДж/кг
Розрахуємо для температур 300, 500, 700, 900, 1100, 1 300, 2 100 К і складемо таблицю 1.
Таблиця 1
T, K300500700900110013002100q t, кДж/кг518,264453,878587,7012941,7717466,1522188,0442023,03
Висновки: У розділі був проведений розрахунок:
- нижчої теплоти згорання палива:
склад продуктів згоряння;
фактична кількість повітря необхідного для повного згорання палива: L=17,641 кг/кг.
кількість продуктів згоряння, що утворюються при спалюванні 1 кг палива: G=18,641 кг/кг.
2.2 Тепловий баланс трубчастої печі. Розрахунок коефіцієнта корисної дії і витрати палива
Метою даного етапу є розрахунок ККД, витрати палива, теплопродуктивність трубчастої печі (повна теплове навантаження) значення, якої необхідно для вибору типорозміру печі.
Відповідно до закону збереження енергії рівняння теплового балансу для трубчастої печі виглядає так:
, (13)
де - статті приходу і витрати тепла відповідно, кДж/кг.
Розрахунок теплового балансу ведеться на 1 кг палива.
Статті витрати тепла:
, (14)
де - відповідно корисно сприйняте в печі сировиною, теряемое з йдуть з печі димовими газами, теряемое в навколишнє середовище тепло, кДж/кг.
Статті приходу тепла:
, (15)
де - теплоємності палива, повітря, форсуночного водяної пари відповідно, кДж/кг;
- температури палива, повітря, форсуночного водяної пари відповідно, ° С. Отже, рівняння теплового балансу запишеться в наступному вигляді:
(16)
(17)
Звідки визначається коефіцієнт корисної дії трубчастої печі:
, (18)
де - відповідно втрати тепла з йдуть димовими газами і втрати тепла в навколишнє середовище в частках від нижчої теплотворної здатності палива.
Втрати тепла в навколишнє середовище складають 5%.
Температура відхідних димових газів, ° С:
, (19)
де - температура нагрівається продукту на вході в піч, ° С
- різниця температур теплоносіїв на вході сировини в змійовик камери конвекції, ° С.
° С;
До.
При природній тязі в печі не повинна бути менше 250 ° С.
Розрахунок продуктів згоряння на 1 кг палива при заданій температурі проводиться за формулою:
, (20)
де - температура продуктів згоряння, К;
- середні масові теплоємності продуктів згоряння,
Значення середніх масових теплоемкостей продуктів згоряння перебувають методом інтерполяції [1, стор. 7, таблиця 2].
Розрахунок корисної теплового навантаження трубчастої печі:
, (21)
де - продуктивність печі по сировині, кг/год;
...
