5.2 Определение коэффициентов теплопередачи

В общем случае для гладкотрубных конвективных поверхностей нагрева парогенераторов коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле, Вт/(м²·К)

= Вт/(м²·К)

Коэффициент теплоотдачи α₁

α₁ = α_к·_п = 4779*0,39 = 16,53 Вт/(м²К);

_п – коэффициент полноты омывания поверхности нагрева, характеризующий степень эффективности использования поверхности нагрева, омываемой потоком продуктов сгорания. Он определяется по формуле

=

5.3 Коэффициенты теплоотдачи конвекцией

При поперечном омывании газами коридорных гладкотрубных пучков, Вт/( м²К)

= Вт/(м²·К)

– средняя скорость теплоносителя, м/с. В общем случае она определяется по формуле

= м/с

С_z – поправка на число рядов труб Z₂:

C_z = 0,91 + 0,0125( Z₂ – 2) = 0,91+0,0125(4-2) = 1

С_s – поправка на относительные поперечные ₁ = S₁/d_н и продольные шаги ₂ = S₂/d_н. Принимается

C_s = [1 + (2₁ – 3)(1 – 0,5₂)³]^-2 = [ 1+(2*1,7-3)(1-0,5*1,7)³ ]²= 1

5.4 Коэффициенты теплоотдачи излучением

При расчете коэффициента теплоотдачи излучением предварительно принимается значение плотности теплового потока:

q = 2010³ Вт/м²

Тогда температура поверхности загрязняющего слоя в парообразующем пучке, С

= 150+7,5*10^-3*20*10³= 300 С

Т_загр = t_загр + 273 = 300+273 = 573 К

Эффективная толщина излучающего слоя газов в межтрубном пространстве, м

=

а для потока газов внутри труб принимают, м

S_э = 0,9d_вн = 0,26 м

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами в парообразующем пучке , 1/(мМПа)

= 1/(мМПа)

их степень черноты

= 1-е^{-0,52*0,1*0,68} = 0,035

где а_ст – степень черноты загрязненных труб парогенератора со стороны продуктов сгорания, а_ст = 0,82.

При ≤ 400 ºС (390<400) надобность в расчете Т_загр отпадает, поскольку α_л  0.

5.5 Температурный напор

Температурный напор для противотока и прямотока определяется как среднелогарифмический по формуле

=

6 Компоновка и тепловой расчет конвективных парообразующих поверхностей нагрева

Тепловая мощность парообразующего пучка, кВт

Q_п = D(i_н.п – i_п.в) – Q_л = 1,056(2720-250,7)-1670 = 937,6 кВт

где i_п.в – энтальпия питательной воды, кДж/кг, при наличии экономайзера i_п.в = i_эк.

Энтальпия газов (продуктов сгорания) на выходе из пучка, кДж/кг

. = 20000-937,6/(0,08*0,94) = 7532 кДж/кг

По полученному значению энтальпии I₁ c помощью диаграммы “I_г –” определяем значение температуры газов на выходе из пучка ₁ = 390 ºС.

Средняя температура газов в пучке, С

_п = 0,5( + ₁ ) = 0,5(937+390) = 663,5 С

или =_п + 273 = 663,5+273 = 936,5 К

По полученному значению _п, определяются теплофизические параметры продуктов сгорания – , Вт/(м∙К); ν, м²/с; Pr.

 = 7,93 * 10^-2 Вт/(мК)

ν = 80 * 10^-6 м²/с

Pr = 0.61

При этом принимаются значения относительных поперечных соответственно, мм: = 1.7*29 = 49 мм;

Тогда число труб в одном ряду парообразующего пучка водотрубного парогенератора

= 3

Живое сечение для прохода газов, м²

= 1,4(2,16-43*0,029) = 1,8 м²

Площадь поверхности нагрева одного ряда парообразующего пучка, м²

=    = 3,14*0,029*3,57*43 = 13,9 м²

Средняя скорость газов в пучке, м/с

= м/с

Скорость газов в парообразующем пучке должна находиться в следующих пределах: для водотрубных парогенераторов 2 ÷ 6 м/с.

Температурный напор для парообразующего пучка , С, определяется как среднелогарифмический по формуле

=

Расчетная площадь поверхности нагрева парообразующего пучка, м²

= м²

Расчетное число рядов труб в пучке

=

Таблица 4 - Результаты поверочного расчета конвективного парообразующего пучка

	I1	tп		kп
490	10000	647	2325	5,74	2736
590	12000	738	1993	5,74	2987
690	14000	726	1754	5,74	3231

Графическое решение системы уравнений теплового баланса и теплопередачи