обчислюється таким чином:
,
де - теплосодержание продукту при температурі t до :
кДж/кг;
.
Вирішенню квадратичного рівняння задовольняє тільки значення одного кореня, так як другий корінь, який приймає негативне значення, не має фізичного сенсу:
0 С.
Знаходимо більшу, меншу і середню різниці температур:
0 С;
0 С;
0 С.
Коефіцієнт теплопередачі в камері конвекції визначається рівнянням:
,
де a 1 , a до , a р - відповідно коефіцієнти тепловіддачі від газів до стінці, конвекцією, випромінюванням трьохатомних газів.
a р визначають по емпіричному рівнянню Нельсона:
,
де t ср - середня температура димових газів в камері конвекції:
К;
Вт/м 2 Г— град.
В
a до визначається наступним чином:
,
де Е - коефіцієнт, що залежить від властивостей топкових газів, значення якого визначаємо методом лінійної інтерполяції, використовуючи табличні дані залежності його від t ср ; приймаємо Е = 21,248 [2, табл.4];
d - зовнішній діаметр труб:
м;
В
U - масова швидкість руху газів, що визначається за формулою:
,
де В - часовий витрата палива, кг/год;
G - кількість продуктів згоряння, що утворюються при спалюванні 1 кг палива, кг/кг;
f - вільний перетин проходу димових газів в камері конвекції:
,
де n = 2 - число труб в одному горизонтальному ряду;
S 1 - відстань між осями цих труб; S 1 = 0,275 м (див. табл.4);
l р - робоча довжина конвекційних труб; l р = 18 м (див. табл.2);
а - характерний розмір для камери конвекції:
м.
м 2 .
Розраховуємо масову швидкість руху газів:
кг/м 2 Г— с.
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією:
Вт/м 2 Г— град.
Коефіцієнт теплопередачі від димових газів до нагрівається продукту:
Вт/м 2 Г— град.
В
Рис.4. Схема розташування
Таким чином, поверхня конвекційних труб:
м 2 . p> Визначаємо кількість труб в камері конвекції:
шт.
Число труб по вертикалі:
шт.
Висота пучка труб в камері конвекції визначається за формулою:
, труб в камері конвекції.
де S 2 - відстань між горизонтальними рядами труб:
м;
м.
Розрахуємо середню теплонапруженість конвекційних труб:
Вт/м 2 .
Висновки: 1) розрахували поверхню нагріву конвекційних труб, отримавши такий результат: Н до = 622,63 м 2 ;
2) визначили значення середньої теплонапруженості конвекційних труб, воно склало Q нк = 14874,2 Вт/м 2 , що трохи вище допустимого значення (13956 Вт/м 2 ), а значить камера конвекції працює з високою ефективністю, але може бути порушена нормальна робота печі (наприклад, прогар труб); щоб зменшити теплонапруженість, можна збільшити поверхню конвекційних труб, тобто збільшити їх кількість.
2.7 Гідравлічний розрахунок змійовика трубчастої печі
Мета розрахунку: визначення загального гідравлічного опору змійовика печі або тиску сировини на вході в змійовик.
Тиск сировини на вході в піч складається з наступних складових:
,
де Р до , D Р і , D Р н , D Р до , D Р ст. - відповідно тиск сировини на виході з змійовика печі; втрати напору: на ділянці випаровування, на ділянці нагріву радіантних труб, в конвекційних трубах; статичний напір.
Значення Р до відомо з вихідних даних:
В
Р до = Р вих. = 1,5 ата = 1,5 Г— 10 5 Па = 0,15 МПа. br/>
Решта доданки необхідно розрахувати.
Розрахунок починається з визначення втрат напору на ділянці випаровування:
,
де Р н - тиск на початку ділянки випаровування, яке, у свою чергу, розраховується методом послідовного наближення (метод ітерацій), використовуючи рівняння Бакланова: ...
