Учебное пособие 371
.pdf
Средняя температура дымовых газов в воздухоподогревателе
tгср 0,5(t2"кп |
tух ). |
|
|
(2.24) |
||||
Тепловосприятие трубного пучка вычисляется по формуле |
|
|||||||
Qвп (I |
" |
I |
ух |
|
впI0 |
). |
(2.25) |
|
б |
2кп |
|
|
хв |
|
|
||
Температуру горячего воздуха можно определить из уравнения теплового баланса по воздуху
вп
tгв tхв СвозQVб 0 , (2.26) р в m
где Свозр - удельная теплоемкость воздуха.
Эта температура сравнивается с предварительно принятой при расчете топки и теплового баланса. Если разница в температурах горячего воздуха превышает ± 40 °С, то в соответствующие разделы должна быть внесена необходимая поправка.
Коэффициент теплоотдачи от газов к внутренней стенке трубы при продольном смывании находится по номограмме [5, с. 112-113]
|
1 |
С С , |
(2.27) |
|
н ф l |
|
где н - номограммный коэффициент теплоотдачи; Сф,Сl - соответственно
поправочные коэффициенты на среднюю температуру газового потока и длину трубы.
При этом лучистой составляющей теплоотдачи ввиду ее малости можно пренебречь.
Коэффициент теплоотдачи α2 от наружной стенки трубы к воздуху находится по [5, с. 111] с учетом поправочных коэффициентов, определяемых по числу рядов Z2, конструктивных параметров S1 /dвп,S2 /dвп и средней темпера-
туре воздуха tвср 0,5(tхв tгв ).
Коэффициент теплопередачи воздухоподогревателя определяется по формуле
k |
вп |
|
1 2 |
, |
(2.28) |
|||
|
||||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
где - коэффициент использования поверхности воздухоподогревателя, принимаемый для твердого топлива равным 0,65-0,75.
Температурный напор в воздухоподогревателе рассчитывается как среднеарифметический:
t |
вп |
tср tср . |
(2.29) |
|
|
г |
в |
|
|
20
По воздуху реализуется многократный перекрестный ток, поэтому необходимо определить поправку ψ на несовершенство принятой схемы движения теплоносителя по номограмме 31 [1] с учетом следующих параметров:
б tгв tхв |
|
|
м t2"кп tух |
|
|
|
(2.30) |
|
|
. |
|
Р м /(t2"кп tхв) |
|
|
R б / м |
|
|
|
|
|
Тогда расчетный температурный напор равен
tрас t |
вп |
. |
(2.31) |
вп |
|
|
Из уравнения теплопередачи воздухоподогревателя рассчитывается его конвективная поверхность нагрева
|
QвпВ |
р |
|
|
Н рас |
б |
. |
(2.32) |
|
|
|
|||
вп |
kвп tвпрас |
|
||
Живое сечение для прохода дымовых газов определяют по формуле
|
|
В V |
(tср 273) |
|
|
|
Fг |
|
р ух |
г |
, |
(2.33) |
|
3600 273Wг |
||||||
вп |
|
|
|
|||
|
|
|
вп |
|
|
|
где Vух - удельный объем уходящих дымовых газов (принимается из распечатки ЭВМ).
Тогда число труб для прохода дымовых газов находится из условия
n |
4Fг |
/( d2 |
), |
(2.34) |
вп |
вп |
вп |
|
|
где dвn -внутренний диаметр труб воздухоподогревателе. Живое сечение для прохода воздуха будет равно
|
|
В V0 |
(273 t |
ср ) |
|
|
Fв |
|
р m в |
|
в |
. |
(2.35) |
3600 273Wв |
|
|||||
вп |
|
|
|
|
||
|
|
|
вп |
|
|
|
Высота труб многоходового воздухоподогревателя по газам определяется
l |
|
Нвп |
|
, |
(2.36) |
|
d |
|
пг |
||||
вп |
вп |
n |
|
|
||
|
|
вп |
х |
|
|
|
где пхг = 1, 2, 3, 4 – число ходов по газам.
Тогда число труб в нечетном ряду поперек хода воздуха рассчитывается по формуле
21
|
п |
|
|
Fв |
пв |
|
|
|
, |
(2.37) |
|
|
вп |
х |
|
|
|
||||
|
l |
(S |
d |
|
) |
|||||
|
неч |
|
н |
|
|
|||||
а в четном |
|
вп |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пнеч пнеч 1, |
(2.38) |
||||||||
где пв |
- число ходов по воздуху. |
|
|
|
|
|
|
|
||
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число рядов труб по ходу воздуха можно найти по формуле |
|
|||||||||
|
п2 2пвп /(пчет |
пнеч). |
(2.39) |
|||||||
Геометрические габариты многоходового воздухоподогревателя определяются по формулам:
ширина пакета а п |
S пг |
, |
(2.40) |
|
неч |
1 |
х |
|
|
глубина пакета в п2S2 . |
|
|
(2.41) |
|
Тогда действительная конструктивная поверхность нагрева воздухоподогревателя находится по формуле (с учетом округления до целых)
Нкон d |
|
l |
п 0,5(п |
|
п |
неч |
). |
(2.42) |
|||
вп |
|
|
вп вп |
2 |
чет |
|
|
|
|||
Невязка составит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нкон |
Н рас |
100,%, |
|
||||
вп |
|
вп |
вп |
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Нвпрас |
|
|
|
|
|
||
она не должна превышать 5 %.
Конструктивный расчет воздухоподогревателя рекомендуется выполнять на ЭВМ [6].
3.ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА КОТЛОАГРЕГАТА
Взаключении расчета производят проверку теплового баланса всего котлоагрегата путем определения величины невязки:
Q Qр |
ка |
(Qл |
Qб |
Qб |
Qб |
Qб |
Qб |
). |
(2.43) |
н |
т |
пп |
1кп |
2кп |
эк |
вп |
|
|
В эту формулу подставляют значения тепловосприятий, определенные из уравнений теплового баланса каждого элемента котлоагрегата.
Для кипятильных пучков эти значения можно принимать по графикам
Qкп f t'' в точке пересечений прямых линий по оси ординат.
Относительная величина невязки равна
|
Q |
(100 q ), |
(2.44) |
|
Qр |
||||
|
4 |
|
||
|
н |
|
|
при правильном выполнении расчета 0,5 %.
22
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Тепловой расчет котлов (нормативный метод). Издательство НПО ЦКТИ, СПб,1998. – 256с.
2.СП 89.13330.2012. Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП II-35-76 Котельные установки.
3.Роддатис, К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности. / К.Ф. Роддатис. – М.: Энергоиздат, 1989. – 487 с.
4.Курносов, А.Т. Современные и перспективные теплогенераторы: конструкции и расчеты на ЭВМ.: Учеб. пособие./ А.Т Курносов. – Воронеж.: Изд-во ВГУ, 1985. –112 с.
5.Гусев, Ю.Л. Основы проектирования котельных установок. /Ю.Л. Гусев. – М.: Стройиздат, 1973. – 253 с.
6.Курносов, А.Т. Расчеты на ЭВМ при курсовом и дипломном проектировании теплогенерирующих установок: учеб. пособие./ А.Т Курносов. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988. –160 с.
7.Теплогенерирующие установки. / Г.Н. Делягин [и др.] – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.
8.Курносов, А.Т. Конструкции и характеристики теплогенераторов и их топочных устройств / А.Т. Курносов, Д.Н. Китаев, А.С. Бабич. – Воронеж. Изд-во ВГАСУ, 2007. – 50с.
9.Курносов, А.Т. Теплогенерирующие установки. Методические указания к расчетам на ЭВМ характеристик продуктов сгорания топлив ТГУ с построением It – диаграммы / А.Т. Курносов, Д.Н. Китаев. – Воронеж. - Во-
ронежский ГАСУ, 2015. – 10 с.
10.Расчет характеристик продуктов сгорания топлива ТГУ (программа). Отраслевой фонд алгоритмов и программ 31 октября 2007г. № гос. рег. 50200702253. Москва.
23
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... |
3 |
1. МЕТОДИКА ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА.................. |
3 |
1.1. Расчет характеристик воздуха и продуктов сгорания различных топлив |
|
с построением It — диаграммы.......................................................................... |
4 |
1.2. Составление теплового баланса теплогенератора и определение ......... |
6 |
расхода топлива.................................................................................................. |
6 |
1.3. Тепловой поверочный расчет топки........................................................... |
7 |
1.4. Тепловой поверочный расчет кипятильных пучков................................. |
11 |
2. МЕТОДИКА КОНСТРУКТИВНЫХ РАСЧЕТОВ ЭЛЕМЕНТОВ |
|
КОТЛОАГРЕГАТА ........................................................................................... |
14 |
2.1. Конструктивный расчет водяного экономайзера................................... |
15 |
2.2. Конструктивный расчет пароперегревателя ......................................... |
17 |
2.3. Конструктивный расчет воздухоподогревателя.................................... |
19 |
3. ПРОВЕРКА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА КОТЛОАГРЕГАТА ..................... |
22 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................... |
23 |
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине
«Теплогенерирующие установки и мини-ТЭЦ» для студентов бакалавриата направления
08.03.01 «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Составители: к.т.н., проф. Курносов Александр Тимофеевич к.т.н., доц. Китаев Дмитрий Николаевич
Подписано в печать 26.10.2015. Формат 60×84 1/16. Уч.-изд. л. 1,5.
Усл.-печ. л. 1,6. Бумага писчая. Тираж 150 экз. Заказ №_____.
_______________________________________________________________________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж ул. 20-летия Октября, 84
24