Расчет радиантной секции

 

1) Задаются температурой дымовых газов над перевальной стенкой 800^оС.

2) Определяют среднюю теплоемкость продуктов сгорания 1кг топлива при этой температуре.

(3.35)

Теплоемкость продуктов сгорания определяют по графику на рис.39 [10].

кДж/кг∙К

Энтальпия продуктов сгорания:

кДж/кг

3) Приведенную температуру исходной системы определяют по формуле, но в случае работы без рециркуляции дымовых газов ее можно принять равной температуре поступающего воздуха, т.е.

4) Максимальную расчетную температуру горения определяют по формуле:

(3.36)

где КПД топки- рекомендуется принимать в пределах 0,94-0,98.

^оС

К

5) Количество тепла, воспринимаемого сырьевой смесью через радиантные трубы рассчитывают по формуле:

(3.37)

кДж/ч

или 10670283,460 Вт

6) Количество тепла, воспринимаемого сырьевой смесью через конвекционные трубы

кДж/ч

или 11136407,714 Вт

7) Энтальпия смеси на входе в радиантные трубы по формуле:

(3.38)

где энтальпия сырья при входе в печь, кДж/кг, масса сырья.

кДж/кг

По таблицам зависимости энтальпии от температуры [16] находим .

8) Средняя температура наружной поверхности радиантных труб по формуле:

(3.39)

где конечная температура нагрева сырья, ^оС; разность температур между наружной поверхностью труб и температурой сырья (.

^оС

К

9) По графикам на рис.39 (а, б) по известным и интерполяцией находят значение параметра :

Вт/м²

Общее количество тепла, вносимого в топку составляет:

кДж/ч

или 17419200,548 Вт

Предварительное значение эквивалентной абсолютно черной поверхности:

м²

10) Задаемся степенью экранирования кладки .

По графику [10] определяют величину

11) Эквивалентная плоская поверхность

м²

12) Площадь заэкранированной плоской поверхности заменяющей трубы:

м²

Фактор определяют по графику [10]. При однорядном экране и расстоянии между трубами 2d фактор формы

13) Поверхность радиантных труб:

м²

14) Проводим проверочный расчет радиантной секции. Величина неэкранированной поверхности по формуле:

м²

15) Уточненное значение абсолютно черной поверхности по формуле:

(3.40)

где степень черноты поглощающей среды, зависит от концентрации трехатомных газов в продуктах сгорания топлива; приближенно для данного топлива можно подсчитать:

принимается равной 0,8-0,85; и соответственно степень черноты экрана и кладки печи; рекомендуется коэффициент.

Коэффициент определяется по уравнению:

(3.41)

где угловой коэффициент взаимного излучения поверхностей экрана и кладки, определяется в зависимости от отношения ; если то ; если то ; суммарная поверхность экрана и кладки, м².

т.е.

Значение абсолютно черной поверхности:

м²

16) Коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от дымовых газов к радиантным трубам по формуле:

(3.42)

Вт/(м²∙^оС)

17) Температурная поправка теплопередачи в топке определяется по формуле:

(3.43)

где поверхность радиантных труб, м²; максимальная температура горения, ; средняя температура экрана, ; постоянная излучения абсолютно черного тела; Вт/(м²∙К).

 

18) Аргумент излучения определяется по формуле:

(3.44)

19) Характеристика излучения может быть найдена по графику на рисунке 43[10] в зависимости от найденного аргумента излучения; .

20) Уточненное значение температуры дымовых газов на перевале по формуле:

(3.45)

^оС

Результат между найденной температурой дымовых газов на перевале и принятой небольшая, т.е. равняя 5,15^оС, поэтому результат вычислении можно считать окончательным.

21) Коэффициент прямой отдачи определяют по формуле:

(3.46)

где приведенная температура исходной смеси, ^оС.

22) Количество тепла, полученного радиантными трубами

кДж/час

или Вт.

23) Тепловая напряженность радиантных труб по формуле:

(3.47)

Вт/м²

или кДж/м²_.

24) Число труб в радиантной камере.

Полезная поверхность одной трубы определяется по формуле:

(3.48)

где диаметр труб, м.

Диаметр трубы определяется по приложению 41[10], в зависимости от необходимого сечения труб, определяемого по формуле:

(3.49)

где производительность печи, кг/час; плотность сырья; скорость протекания продукта по трубам, м/с.

 

Скорость протекания по трубам 3–10м/с для паров и газов, находящихся под давлением.

м²

Этому значению сечения соответствуют трубы с диаметром d = 152x12мм.

По полученным значениям и выбираем марку печи из приложения 42[10].

кДж/час

кДж/м²

Этим значениям соответствуют печи типа ГН2 .

Количество труб в радиантной камере:

м²

Принимаем 76 труб в радиантной камере.