Расчёт теплоты, воспринимаемой фестоном, теплопередачей

 

Количество тепла , кДж/кг, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле (6.1) [2]:

 

 

где – расчетная теплообменная поверхность фестона, м²;

– коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К);

– усредненный по всей теплообменной поверхности температурный напор, °С;

– расчетный расход топлива, кг/с.

1) Усредненный температурный напор определяем по рекомендациям, изложенным в [2] (см. стр. 148), при неизменной температуре одной из сред. Температуру пароводяной смеси в фестоне определяем по табл. XXIII [1] как температуру насыщения при давлении в барабане котла р_бар = 13,6 МПа, t_ф = 334,34°С:

 

 

Усредненный температурный напор определяем по формуле (6.47) [2]:

 

 

2) Расчетную скорость м/с, газов в фестоне определяем по формуле (6.7) [2]:

 

 

где – полный объем газов при сжигании 1 кг топлива при 0,1 МПа и 0°С, определяемый по среднему избытку воздуха в газоходе, м³/кг, (табл. 2.1 настоящего расчета);

– средняя температура дымовых газов в газоходе, °С, (определяется как полусумма температур газов на входе в поверхность нагрева и на выходе из нее);

 – живое сечение фестона (сечение для прохода газов), м².

 

 

3) Коэффициент теплопередачи , Вт/(м К), определяем по следующей формуле (см. табл. 6.1 [2]):

 

 

где y– коэффициент тепловой эффективности, принимается по табл. 6.4 [2], y=0,65;

– коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, Вт/(м К).

4) определяется по формуле (6.5) [2]:

 

 

где – коэффициент использования поверхности нагрева, учитывает неравномерноеомывание поверхности газами (см. стр. 119 [2]), принимаем x=1;

– коэффициент теплоотдачи конвенций от газов к поверхности нагрева, Вт/(м К);

– коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания, Вт/(м К).

5) Коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/(м К), для шахматных гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.10) [2], по данным стр. 125 [2]:

 

 

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м К), определяется по рис. 6.5 стр. 124 [2] (для шахматных трубных пучков при поперечном омывании);

– поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов, при Z2³10, С = 1 (см. стр. 125 [2]);

– поправка на компоновку пучка, определяется в зависимости от относительных шагов s1 и s2 труб пучка. определяется по рис. 6.5 [2].

Сф− поправка на физические характеристики потока, (см. рис. 6.5 [2]).

Относительные шаги труб фестона рассчитываем по формулам:

 

 

определяем по рис 6.5 [2], принимаем =0,9.

При Z₂ < 10 и s₁ ³ 3,0

 

 

С_ф определяем по рисунку 6.5 [2]:

при  ,  принимаем С_ф=0,97;

при  принимаем =51,0Вт/(м К).

 

.

 

6) Коэффициент теплоотдачи излучением Вт/(м К), продуктов сгорания определяем по формуле:

 

где коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м К), определяется по рис. 6.14 [2]; по известной температуре стенки фестона и средней температуре газов;

– коэффициент теплового излучения газовой среды (степень черноты продуктов сгорания для запыленного потока), определяется по температуре дымовых газов по формуле (4.37) [2]:

 

 

Здесь – суммарная оптическая толщина продуктов сгорания, определяется по формуле (6.38) [2]:

 

 

Эффективную толщину S излучающего слоя для гладкотрубных пучков определяем по формуле (6.40) [2]:

 

 

р = 0,1 МПа – давление в топочной камере.

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами определяем по формуле (4.40) [2] при

 

.

котел паровой энтальпия тепловой баланс

Коэффициент ослабления лучей частицами золы определяем по формуле (4.41) [2] при  (см. табл. 2.1 настоящего расчёта).

 

 

.

 

Коэффициент теплового излучения (степень черноты) газового потока.

 

 

Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания равен:

 

 

Здесь =260 Вт/(м2∙К) определяется по рис. 6.14 [2] при средней температуре газов в фестоне υср=1107 °С и температуре загрязненной стенки труб фестонаt3= tн+ Δt=334,34+80=414,34 °С.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяем по формуле:

 

 

где ξ – коэффициент использования поверхности, ξ = 1.

 

 

Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:

 

 

Количество тепла, передаваемое фестону по условию теплопередачи определяем по формуле: