Аннотация
Пояснительная записка представляет собой отчет о выполнениикурсовой работы на тему: «Расчет кожухотрубчатого двухходового воздухоподогревателяпарового котла».
Описанная в работе методика и формулы дают возможностьформализованным путём с достаточной для инженерных целей точностью рассчитатьразмеры аппарата и выбрать их общую компоновку. Здесь рассматриваетсяопределение диаметра корпуса аппарата, количества и длины трубок, выборразмещения трубок в трубных плитах и расположение перегородок в трубном имежтрубном пространствах, определение диаметра патрубков для рабочих сред.
Для составления пояснительной записки в данной курсовой работеиспользовались: текстовый процессор Microsoft Word,табличный процессор Excel.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Введение
Широкое применение в технике водяного пара общеизвестно. Онприменяется как рабочее тело на электрических станциях и как теплоноситель длятехнологических (выпаривание, сушка, нагрев и т.п.) и отопительных целей.Получение пара из воды осуществляется в котельных агрегатах – парогенераторах,паровых котлах.
Ведущее место в теплоэнергетике принадлежит паротехнике.Основным типом мощной тепловой электростанции является станция, работающая попаровому циклу и оборудованная котельными и турбинными агрегатами. Назначениекотельных агрегатов заключается в надежном и экономичном производствеопределенного количества пара заданных параметров.
Размеры, сложность и разнообразие оборудования, габаритыздания, стоимость и сложность эксплуатации определяют важное место котельныхустановок на мощных электростанциях. Поэтому прогресс крупной энергетики самымтесным образом связан с развитием энергетического парогенераторостроения.
Котельные установки (меньшего масштаба) весьма распространеныв различных отраслях промышленности – на промышленных теплоэлектростанциях,предназначенных для комбинирования выработки тепла и электрической энергии, какустановки, вырабатывающие пар для производственных и отопительных целей, и т.п.
Современный котельный агрегат представляет собой крупноеинженерное сооружение, сложный комплекс технических устройств и механизмов,работа которых для обеспечения надежности и экономичности работы агрегатадолжна быть весьма четкой и строго согласованной.
Целью выполнения курсовой работы является расчеттепломассообменных аппаратов при решении задач в сфере профессиональнойдеятельности.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>1.Описание работы и конструкции паровых котлов
В этой главе подробно рассмотрены: котельный агрегат и егоэлементы, назначения парового котла и всех его составляющих, а также работа котельногоагрегата и всех его элементов.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Котельныйагрегат; его схема и элементы [1]
Котельный агрегат (рис. 1.) состоит из следующих элементов:собственно парового котла 1, 2, 3, пароперегревателя 4, водяного экономайзера5, воздухоподогревателя 6, топочного устройства 7, обмуровки 8, каркаса 9,арматуры, гарнитуры и соединительных коммуникаций (труб и каналов).
/>
Рис. 1 — Схема котельного агрегата
Назначением парового котла (в узком смысле слова, какэлемента котлоагрегата) является превращение поступающей в него воды внасыщенный пар заданного давления. Собственно паровой котел состоит изразреженного пучка труб – фестона 2, системы экранных труб 3 и барабана 1.
Размещенные у стен топки экранные трубы 3 расположенывертикально. Из барабана 1 по опускным трубам 10 к нижним коллекторам экранныхтруб 11 подводится вода. Топочные экраны воспринимают большое количество теплаот заполняющих топочное пространство 7, интенсивно излучающих, раскаленныхпродуктов сгорания топлива. Вследствие этого в экранных трубах часть водыпревращается в пар. Пароводяная смесь движется снизу вверх и отводится вбарабан котла 1. Здесь пар отделяется от воды и поступает в паровое пространство12, а вода из водяного пространства 13 поступает в опускные трубы 10.
Так осуществляется непрерывное движение воды по замкнутомупути, называемое естественной циркуляцией воды и происходящее вследствиеразности удельных весов пароводяной смеси (в экранных трубах) и воды (вопускных трубах).
В экранах образуется основное количество пара, производимогокотлом. Они служат также для предохранения стен топки от воздействия топочныхгазов, имеющих высокую температуру, и для предотвращения ошлакования топки.
Фестонные трубы 2 являются продолжением экранных труб,размещенных у задней стенки топки. Они образуются путем разводки труб заднегооднорядного экрана в несколько рядов. Таким образом, создается пучок труб,которому тепло передается излучением и конвекцией, и продукты сгоранияохлаждаются до заданной температуры перед пароперегревателем. Кроме того,фестон служит для защиты пароперегревателя от излучения заполняющих топкупродуктов сгорания.
В барабане котла 1, как правило, устанавливаются сепарирующиеустройства, служащие для отделения воды от пара и обеспечивающие получениепрактически сухого насыщенного пара.
Важным элементом котельного агрегата являетсяпароперегреватель 4. Он предназначен для перегрева до заданной температурыполученного в котле насыщенного пара. Пароперегреватель состоит из группыпараллельно включенных изогнутых труб-змеевиков, присоединенных к коллекторам.Насыщенный пар из парового пространства барабана котла по соединительным трубампоступает во входной коллектор пароперегревателя 14, далее движется позмеевикам, где перегревается до заданной температуры, а затем поступает ввыходной коллектор 15 и оттуда направляется к потребителю.
Основное значение водяного экономайзера 5 заключается вподогреве питательной воды за счет тепла продуктов сгорания топлива.Конструкция экономайзера аналогична конструкции пароперегревателя. Водаподается питательным насосом во входной (нижний) коллектор экономайзера,проходит по змеевикам, поступает в выходной коллектор, а оттуда – в барабанкотла. В крупных агрегатах, как правило, применяются двухступенчатыеэкономайзеры, как показано на рис 1.
Воздухоподогреватель 6 служит для подогрева поступающего втопку воздуха за счет тепла дымовых газов. Газы движутся сверху вниз внутритруб, омываемых снаружи поперечным потоком воздуха.
В топочном устройстве 7 осуществляется сжигание твердоготоплива в виде пыли. Смесь топлива и воздуха поступает в топку из горелок 16, втопочной камере происходит воспламенение и горение топлива. Топочное устройстводолжно обеспечивать:
а) высокую степень полноты сжигания топлива при минимальномколичестве избыточного воздуха;
б) охлаждение продуктов сгорания топлива до заданнойусловиями проектирования температуры.
Обмуровку 8 составляют стены и перекрытия котельногоагрегата, выполненные из кирпича или из специальных плит и щитов. Она отделяетот наружного пространства топку и последующие газоходы агрегата – каналы, вкоторых размещены поверхности нагрева и по которым движутся дымовые газы.Внутренняя часть обмуровки топки, выполняемая из огнеупорных материалов,называется футеровкой. Обмуровка должна обладать хорошими теплоизоляционнымисвойствами для обеспечения невысокой температуры ее наружной поверхности инебольших потерь тепла в окружающую среду, а также должна быть плотной,обеспечивающей минимальные присосы внешнего воздуха в работающие подразряжением газоходы.
Каркас 9 служит для крепления и поддержания всех частейкотельного агрегата и его обмуровки. Он выполняется в виде металлическойконструкции из колонн и балок и опирается на фундамент.
Для возможности эксплуатации котельного агрегата необходимряд приспособлений и устройств, носящих название арматуры и гарнитуры. Кобязательной арматуре относятся: манометр, водоуказательные приборы,предохранительные клапаны, питательные, автоматические обратные, паровые,спускные и продувочные клапаны. Гарнитура агрегата – это преимущественночугунные детали: дверки, крышки люков, гляделки в обмуровке, заслонки длярегулирования тяги, а также обдувочные устройства, служащие для очисткиповерхности нагрева от отложений летучей золы.
Соединительные коммуникации агрегата состоят из труб,подводящих воду к экранам и отводящих из экранов пароводяную смесь, изсоединительных труб между экономайзером и барабаном котла и между котлом и пароперегревателем,из воздухопроводов – каналов для подвода воздуха и других более мелкихвнутренних коммуникаций.
На рис. 1 приведена П-образная компоновка агрегата. Онахарактеризуется наличием дух вертикальных шахт – топочной и конвективной ирасположенного вверху соединительного газохода. Образующиеся в топке продуктыгорения движутся в топочном пространстве снизу вверх, омывают фестон,направляются в соединительный газоход, где расположен пароперегреватель, затемповорачивают на 90º, поступают конвективную шахту и движутся в нейсверху вниз, омывая последовательно поверхности нагрева водяного экономайзера ивоздухоподогревателя. Охлажденные продукты горения отсасываются дымососом ичерез дымовую трубу удаляются в атмосферу. В случае надобности дымовые газыпредварительно очищаются в специальных устройствах от летучей золы.
/>/>/>/>/>/>/>Воздухоподогреватели[1]
Воздухоподогреватель — теплообменныйаппарат для нагревания проходящего через него воздуха. Его широко применяют вкотельных установках тепловых электростанций и промышленных предприятиях, впечных агрегатах промышленности (например, металлургической,нефтеперерабатывающей), в системах воздушного отопления, приточной вентиляции икондиционирования воздуха.
В качестве теплоносителяиспользуют горячие газообразные продукты сгорания (в котельных и печныхустановках), водяной пар, горячую воду или электроэнергию (в системах отопленияи вентиляции).
По принципу действиявоздухоподогреватели разделяют на рекуперативные и регенеративные. Врекуперативных воздухоподогревателях теплообмен между теплоносителем инагреваемым воздухом происходит непрерывно через разделяющие их стенкиповерхностей нагрева, в регенеративных — осуществляется попеременно нагреваниеми охлаждением насадок (металлических или керамических) неподвижных иливращающихся поверхностей нагрева воздухоподогревателя. На тепловыхэлектростанциях применяются главным образом трубчатые (стальные и чугунные)рекуперативные воздухоподогреватели, реже — вращающиеся регенеративные. Вметаллургической промышленности широко распространены регенеративныеВоздухоподогреватели периодического действия с керамической насадкой.Современные металлические воздухоподогреватели позволяют нагревать воздух до450-600°С, воздухоподогреватели с керамической насадкой — до 900-1200°С.
/>
Рис. 2 — Схемавоздухоподогревателя
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>2. Составление модели расчета воздухоподогревателя
В данном разделе рассматривается формулировка задачи длярасчета кожухотрубчатого двухходовоговоздухоподогревателя парового котла; представляются исходные данные инеобходимые расчетные формулы.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
2.1 Содержательная формулировка задачи
Задачей расчета теплообменного аппарата является определениеосновных размеров аппаратов и выбор их общей компоновки. Здесь рассматриваетсяопределение диаметра корпуса аппарата, количества и длины трубок, выборразмещения трубок в трубных плитах и расположение перегородок в трубном имежтрубном пространствах, определение диаметра патрубков для рабочих сред.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
2.2 Исходные данные
Исходные данные к проекту: Дымовые газы(13% СО/>,11% Н/>О), в количестве 19,6кг/с движутся по стальным трубам диаметром 53/50 мм со скоростью 14м/с.Температура газов на входе в воздухоподогреватель — 380/>.Воздух в количестве21.5 кг/сек нагревается от 30/>до 260/>и движется поперёк трубного пучкасо скоростью 8 м/с.Трубы расположены в шахматном порядке.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
2.3 Расчетные формулы
Ниже подробно рассмотрены основные расчетные формулы длярешения поставленной выше задачи.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>2.3.1Расчет проточной части трубного пространства
Основную группу теплообменных аппаратов, применяемых впромышленности, составляют поверхностные теплообменники, в которых тепло отгорячего теплоносителя передается холодному теплоносителю через разделяющую ихстенку.
Так как имеет место сложный теплообмен излучением иконвекцией, то основное уравнение теплопередачи будет иметь вид:
/> (1)
где Q–тепловой поток (расход передаваемой теплоты), Вт,
K–суммарный коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К),
F— площадьповерхности теплопередачи, м2,
Δtср–средняя разность температур горячего и холодного теплоносителя, К.
Суммарный коэффициент теплоотдачи определяется следующимобразом:
/> (2)
Коэффициент теплоотдачи для воды, передаваемой теплоконвекцией, равен:
/> (3)
где Nu– критерий Нуссельта, характеризующий интенсивность перехода тепла на границе поток– стенка;
λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя;
d– диаметртрубки.
Коэффициент Нуссельта для воды (при Re> 10000) найдем из соотношения:
/> (4)
где Re– критерий Рейнольдса, характеризующий соотношение сил инерции и трения в потоке:
/> (5)
Prи Prст– критерий Прандтля, характеризующий отношениевязкостных и температуропроводных свойств теплоносителя и стенки трубопровода.
Коэффициент теплоотдачи для дымовых газов, передаваемых теплоизлучением, равен:
/> (6)
где />= 5,67 Вт / м2·К4 — коэффициент излучения абсолютно черного тела,
ε’ – степень черноты поверхности теплообменника;
εг– степень черноты дымовых газов;
TгиTв – средние температуры по Кельвинугазов и воды соответственно.
Степень черноты дымовых газов найдем по соотношению [3]:
/> (7)
где /> - степени черноты углекислогогаза и паров воды соответственно. Эти величины определяются по справочникам сучетом парциального давления газа и средней длины пути луча, которыйопределяется по формуле:
/> (8)
где dн и dв– наружный и внутреннийдиаметры трубкисоответственно;
s1 иs2 – шаги размещения трубок поперек ивдоль тока среды соответственно.
Степень черноты поверхности теплообменника равна
/> (9)
где /> - степень черноты стенки трубки.
Термическое сопротивление стальной стенки и загрязненийравно:
/> (10)
где rзагр1 иrзагр2 – тепловая проводимость загрязненийстенок;
δ – толщина стенки;
λст – коэффициент теплопроводности стенки.
Тогда коэффициент теплопередачи будет равен:
/> (11)
Средняя разность температурΔtсропределяется следующим образом [2]:
/> (12)
гдеΔtб иΔtм – большая и меньшая разноститемператур на концах теплообменника соответственно.
Если отношение />, то с достаточной точностьювместо уравнения (12) можно применять следующее уравнение:
/>(13)
Следует отметить, что из уравнения (12) вытекает: еслиΔtб=0 илиΔtм=0, то иΔtср=0; еслиΔtб= Δtм, тоΔtср= Δtб= Δtм.
Если температура одного из теплоносителей в процессетеплопередачи не меняется вдоль поверхности (конденсация насыщенного пара,кипение жидкости), то среднюю разность температурΔtсртакже определяют по уравнениям (12) и (13).
Формулы (12) и (13) применимы при условии, что втеплообменнике значение коэффициента теплопередачи К и произведениемассового расхода на удельную теплоемкость G·с для каждого из теплоносителей можно считать постояннымвдоль всей поверхности теплообмена.
В тех случаях, когда вдоль поверхности теплообменазначительно меняется величина коэффициента теплопередачи К (илипроизведение массового расхода на удельную теплоемкость G·с), применение средней логарифмической разноститемператур [уравнение (12)] становится недопустимым. В этих случаяхдифференциальное уравнение теплопередачи решают методом графическогоинтегрирования.
Среднюю температуру воды найдем по формуле:
/> (14)
где tв начи tв кон — начальная и конечная температурыводы соответственно.
Среднюю температуру дымовых газов найдем по формуле:
/> (15)
Средний расход тепла, передаваемого от дымовых газов к воде,найдем по формуле:
/> (16)
где Gв — весовой расход воды втеплообменнике;
cв–средняя удельная теплоемкость воды;
tв начиtв кон — начальная и конечная температурыводы соответственно.
Площадь поверхности теплообмена аппарата находится изсоотношения (1):
/> (17)
Расчетная длина трубок определяется по выражению:
/> (18)
Из уравнения непрерывности потока:
/> (19)
легко определяется площадь сечения трубок одного хода:
/> (20)
где G– весовой расход рабочей среды, кг / с;
w — скорость движения, м / с;
γ– удельный вес среды, кг / м3.
Площадь сечения определяется также соотношением
/>
откуда находим количество трубок одного змеевика
/> (21)
где dв– внутренний диаметр трубок.
Если по формуле (17) длина трубок окажется больше, чем 6 –7 м, то следует принять несколько параллельно работающих змеевиков. Числоходов при этом составит:
/> (22)
где L– рабочая длина трубок.
Общее количество трубок принятой длины L составит:
/> (23)
Это количество трубок необходимо разместить в трубной плите исоответственно с принятым размещением определить диаметр корпуса аппарата.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>2.3.2Выбор и размещение трубок в трубных плитах
Выбор размещения трубок в трубных плитах должен производитьсяс учетом таких требований:
1) достижениемаксимальной компактности устройства, приводящей к уменьшению диаметров трубныхплит и корпуса аппарата, а также к уменьшению сечения межтрубного пространства,что увеличивает скорость движущейся в нем рабочей среды и повышает коэффициенттеплопередачи;
2) обеспечениедостаточной прочности трубных плит и условий прочного и плотного креплениятрубок в плитах;
3) приданиеконструкции аппарата максимальной «технологичности» в смысле облегчения условийизготовления и ремонта аппарата.
Соблюдение этих важных требований связано с выборомгеометрической конфигурации размещения трубок в плитах и шага размещения.
По геометрической конфигурации различают следующие способыразмещения трубок:
1) по вершинамправильных многоугольников;
2) поконцентрическим окружностям.
Преимущественно распространение на практике получил первый изэтих способов, причем здесь в свою очередь различают размещение труб повершинам равносторонних треугольников (по сторонам правильных шестиугольников)и по вершинам и сторонам квадратов.
Если a– количество трубок, расположенных по стороне наибольшего шестиугольника, тообщее количество трубок в пучке b будет равно:
/> (24)
При этом количество трубок, расположенных по диагоналинаибольшего шестиугольника равно
/> (25)
Объединив соотношения (24) и (25) можно получить:
/> (26)
В круглых плитах цилиндрических аппаратов при расположениитрубок по периметрам правильных шестиугольников часть плит оказываетсянеиспользованной.
Количество трубок, размещенных дополнительно на указанныхсегментах, определяется в зависимости от числа дополнительных рядов на сегменте(параллельных сторонам шестиугольников) и числом труб в каждом из этих рядов.Данные о количестве дополнительных трубок, располагаемых на сегментах трубныхплит, приведены в справочной литературе.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
2.3.3 Определение внутреннего диаметра корпуса аппарата
Внутренний диаметр корпуса /> теплообменного аппаратаопределяется в зависимости от активной площади трубной плиты Ф,заключенной в этом корпусе.
/> (27)
откуда
/> (28)
Активная площадь трубной плиты слагается из полезной площади Фп,приходящейся на размещенные в плите трубки, и свободной площади Фс,не заполненной трубками:
/> (29)
Полезная площадь трубной плиты прямо пропорциональна числутрубок аппарата:
/> (30)
где Фтр– площадь плиты, необходимая дляразмещения одной трубки, включая и межтрубное пространство.
Величина площади Фтрпри размещении трубокпо вершинам правильных многоугольников определяется соотношением
/> (31)
где t–шаг размещения трубок;
α– угол, образуемый центральными линиями трубных рядов.
Нетрудно заключить, что при размещении трубок по вершинамравносторонних треугольников (шахматное расположение) α = 60º иsinα= 0,866; при размещении трубок по вершинамквадратов (коридорное расположение) α = 90º и sinα= 1.
Свободная площадь трубной плиты определяется ееконструктивным оформлением. К ней относятся площадь по периферии трубногопучка, полосы для помещения перегородок в камерах аппаратов. Она составляетприблизительно 10 – 50 % от полезной площади трубной плиты Фп.
Таким образом, можно написать:
/> (32)
или также
/> (33)
где ψ – коэффициент заполнения трубной плиты.
При размещении трубок по шестиугольникам можно принимать ψ= 0,6 – 0,8.
Подставляя выражение (33) в формулу (28) получим расчетноесоотношение для определения внутреннего диаметра корпуса аппарата:
/> (34)
где />;
dн–наружный диаметр трубки.
Если принять во внимание, что поверхность теплообменааппарата
/>
и пренебречь небольшой разницей между значениями расчетного инаружного диаметров трубки dри dн, то получим:
/> (35)
Окончательно величина диаметра корпуса уточняется приизображении на чертеже размещения трубок и трубной плиты с учетом всехконструктивных особенностей данного аппарата.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
2.3.4 Расчет проточной части межтрубного пространства
При движении в межтрубном пространстве однофазной средыисходным соотношением является по аналогии с расчетом трубного пространствауравнение непрерывности потока:
/> (36)
откуда легко определяется площадь сечения трубок одного хода:
/> (37)
где G– весовой расход рабочей среды,
w — скорость движения,
γ– удельный вес среды.
Величина площади сечения /> определяется условиями размещениятрубного пучка. При этом можно получить следующее соотношение:
/> (38)
Если сопоставить эту величину с площадью сечения трубногопространства />, то при средних значениях /> получаем:
/>
В случае поперечного потока среды в межтрубном пространствеполную площадь Фсв можно отнести к диаметральному продольномусечению, причем здесь
/> (39)
где L– рабочая длина трубок.
Далее находим:
/> (40)
где b– число трубок по диагонали периферийного шестиугольника.
В случае поперечного движения среды степень заполнениясечения трубками
/> (41)
Обычно в теплообменных аппаратах />.
Число ходов определяется на основании соотношения:
/> (42)
либо также
/> (43)
При этом количество перегородок
/> (44)
В большой группе парожидкостных теплообменных аппаратов, гдев межтрубное пространство поступает газ, установки перегородок в межтрубномпространстве обычно не требуется.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>3. Расчетаппарата для конкретных данных
В этой главе подробно рассмотрен расчет воздухоподогревателя дляисходных данных.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>3.1 Расчет проточной частитрубного пространства
В трубном пространстве движется вода.
Примем конечную температуру охлаждения дымовых газов 300ºС. Тогда температурная схема будет иметь вид:
/>
Так как отношение />, то среднюю разность температурнайдем по формуле (12):
/>
Среднюю температуру воздуха найдем по формуле (14):
/>
Среднюю температуру дымовых газов найдем по формуле (15):
/>
Тогда средний расход передаваемого тепла будет равен:
/>
где средняя удельная теплоемкость воздуха св = 1,02кДж / кг · К при t=145 ºC[5].
Суммарный коэффициент теплоотдачи определяем по формуле (2).Для этого найдем все входящие в него составляющие по формулам (3) — (11):
Для воздуха [5] ρ = 827,3 кг / м3; μ = 119,7 ·10-6 Па · с; λ = 0,629 Вт/м·К; Pr= 0,888.
/>
Степень черноты дымовых газов найдем по соотношению (7). Дляэтого необходимо найти степени черноты углекислого газа и паров воды.
Длина пути луча равна
/>
здесьs1 = 2,4dн иs2= 2,3dн рекомендованы нормалями Главхиммаша придиаметре трубок d= 53 / 50мм.
Далее находим
/>
Тогда по номограммам [3] этим значениям соответствует:
/>
Значит, согласно уравнению (7) степень черноты дымовых газовбудет равна
/>
Степень черноты поверхности теплообменника найдем посоотношению (9). Из [2] для окисленной стали среднее значение степени черноты />.
/>
Приняв температуру стенки равной температуре остывших газов,можно записать:
/>
Тогда коэффициент теплоотдачи для дымовых газов, передаваемыхтепло излучением, будет равен
/>
Найдем конвективную составляющую коэффициента теплоотдачигаза.
Для дымовых газов [5] ρ = 0,384 кг / м3; μ = 39,3 ·10-6 Па · с; λ = 7,84 · 10-2Вт /м·К; Pr= 0,614.
/>
Тогда найдем суммарный коэффициент теплоотдачи для дымовыхгазов
/>
Термическое сопротивление стальной стенки и загрязненийравно:
/>
где из [2] для стальной стенки />; />.
Значит, коэффициент теплопередачи будет равен:
/>
Площадь поверхности теплообмена аппарата будет равна:
/>
Принимаем площадь поверхности теплообмена аппарата равную 1000м2.
Тогда количество тепла, переданного конвекцией и излучением,найдем по уравнению (1):
/>
Площадь сечения трубок трубного пространства определим поформуле (20):
/>
Число трубок по формуле (21) составит:
/>
Принимаем число трубок в соответствии с рекомендацияминормалей Главхиммаша равное n= 174.
Расчетная длина трубок в соответствии с (18) равна:
/>
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>4. Проверочный расчет
Для поддержания теплового баланса в системе необходимовыполнение следующего равенства:
/>
Получаем
/>
Погрешность вычислений составляет
/>
Значит, конечной температурой дымовых газов при расчете воздухопод
/>/>/>/>/>/>/>/>/>5. Результаты расчета
Задавшись выше целью работы, были решены следующие задачи:
1) Рассчитанапроточная часть трубного пространства.
Приняв конечную температуру дымовых газов 300ºС,получили:
а) среднюю разность температур />;
б) среднюю температуру воздуха />;
в) среднюю температуру дымовых газов />;
г) средний расход передаваемого тепла /> ;
д) площадь поверхности теплообмена аппарата /> ;
е) площадь сечения трубок трубного пространства />;
ж) число трубок трубного пространства n= 174;
з) длина трубок трубного пространства />
2) Рассчитана теплопередача лучеиспусканием.
а) Суммарный коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием иконвекцией для дымовых газов /> ;
б) Количество тепла, переходящего от более нагретого тела кменее нагретому посредством лучеиспускания и конвекции равно />.
3) Расчет воздухоподогревателя вычислен с погрешностью />.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>6. Анализ результатов счета
Проверочный расчет показал, что в системе соблюден тепловойбаланс. А значит, с учетом погрешности, расчет выполнен верно.