Аэродинамический расчет дымовой трубы

Вторая часть пособия

Аэродинамический расчёт

Нормальная эксплуатация котельного агрегата обеспечивается непрерывной подачей топлива и воздуха в топку, а также непрерывным удалением образовавшихся в топке продуктов сгорания после их очистки в атмосферу.

При движении газообразных сред по каналам возникают сопротивления, препятствующие этому движению. В общем случае сопротивления движению среды разделяются на сопротивления трения и местные сопротивления.

Сопротивления трения возникают при движении потока в каналах постоянного сечения и при обтекании продольно расположенных трубных пучков.

К местным сопротивлениям относятся: изменения формы канала, направления движения канала по которому движется поток, запорная и регулирующая арматура, расположенная в канале, поперечно омываемые трубные пучки.

В котельных агрегатах с искусственной тягой преодоление сопротивления движению воздуха осуществляется за счет энергии дутьевого вентилятора, а продуктов сгорания за счёт энергии дымососа.

Целью аэродинамического расчёта является выбор необходимых тягодутьевых устройств котла.

Аэродинамический расчёт газового тракта котла включает в себя определение сопротивления газового тракта котла, сопротивление газохода между котельным агрегатом и дымовой трубой и аэродинамический расчёт дымовой трубы.

Аэродинамический расчет дымовой трубы

Дымовая труба является устройством, которое обеспечивает защиту окружающей среды от вредных выбросов котельных. Концентрация вредных выбросов котельных в дымовых газах более, чем в тысячу раз превышает допустимое содержание их в атмосферном воздухе. Чтобы вредные выбросы в атмосферу на уровне дыхания человека не превышали допустимой концентрации их необходимо рассеять на достаточно большую площадь. Эту задачу выполняет дымовая труба.

Дымовая труба вместе с теплогенерирующей установкой, воздуховодами и газоходами образует единую аэродинамическую систему. Поэтому для выполнения аэродинамического расчёта тягодутьевого тракта котельной необходимо провести аэродинамический расчёт дымовой трубы.

Котел работает на газообразном топливе, элементарный состав и теплота сгорания которого были заданы в курсовой работе по тепловому расчёту котла ДЕ-10-14ГМ.

Расчётный расход топлива рассчитываем по уравнению:

=0,928 - принимаем по справочнику [Роддатис] для газообразного топлива.

Теоретический объём продуктов сгорания и теоретический объём воздуха принимаем из курсовой работы по тепловому расчету котла ДЕ-10-14ГМ. По таблице 4.2 [Тепл. Рас. Пар. Кот.] находим:

; .

Объём продуктов сгорания на выходе из котлов

Поперечное сечение устья дымовой трубы рассчитываем по следующему соотношению:

;

=20 м/с - скорость движения дымовых газов на выходе их из дымовой трубы принимается в диапазоне 15-20 м/с;

= 125 ⁰С – принимаем по таблице [Роддатис] для сжигания газообразного топлива.

Окончательно скорость движения продуктов сгорания уточняем далее по принятому диаметру трубы.

Диаметр устья дымовой трубы:

В СНИП II-35-76 приведены ряд диаметров выходного отверстия дымовой трубы: 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0; 3,6; 4,2; 4,8, 5,4; 6,0; 6,6; 7,2; 7,8; 8,4; 9,0; 9,6 м. Из этого ряда необходимо выбрать ближайшее большее значение по отношению к рассчитанному диаметру устья дымовой трубы.

Выбираем дымовую трубу с диаметром устья 1,8 метра.

По действительному значению диаметра трубы рассчитываем скорость движения дымовых газов на выходе из дымовой трубы:

Высота дымовой трубы должна выбираться из следующего ряда: 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150 и 180 метров.

Если в радиусе 200 м от котельной имеются здания высотой более 15 м, высота трубы принимается 45 м.

В нашем случае, учитывая достаточно большую отопительную и вентиляционную нагрузку, предполагаем, что котельная расположена в черте города и дымовую трубу выбираем высотой 75 метров выполненную из кирпича.

Плотность дымовых газов при 0^оС и 760 мм рт. ст. рассчитываем по соотношению:

-коэффициент избытка воздуха в дымовых газах перед дымососом, принимаем равным коэффициенту избытка воздуха в уходящих газах из теплового расчёта котла;