Принимаем в первом приближении температуру дымовых газов за предвключённым испарительным пакетом равной .
Определяем среднелогарифмический температурный напор:
.
Здесь =257,4°С – температура насыщения при заданном давлении в барабане котла, равном 4,5 МПа (определяется по таблицам водяного пара [1]).
Средняя температура дымовых газов равна:
.
Определим действительный расход дымовых газов:
.
Живое сечение для прохода дымовых газов в предвключённом испарительном пакете равно =10,8 м2. Тогда средняя скорость дымовых газов составит:
.
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к шахматному пучку труб:
,
где - коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном обтекании гладкотрубного пучка труб, Вт/(м²·°С);
- поправка на число труб;
- поправка на относительный шаг;
- поправка на температуру.
Принимаем шаг труб по ширине пучка равным S1=172 мм, шаг труб по глубине пучка S2=70 мм, число рядов труб в пакете z2=12, диаметр труб поверхностей нагрева dн=32 мм.
По номограмме [1, рисунок А1] при и dн=32 мм коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном обтекании гладкотрубного пучка труб
Вт/(м²·°С), а при z2=12, S1/dн=172/32=5,37; S2/dн=70/32=2,19 и
=725°С получим
,
,
. Тогда
Вт/(м²·°С).
Определяем эффективную толщину излучающего газового слоя:
.
Произведение парциального давления излучающих составляющих на эффективную толщину излучающего газового слоя равно:
,
кН/м,
где 98,1 – переводной коэффициент из атмосфер в килоньютоны.
Определяем степень черноты дымовых газов:
,
где - степень черноты СО2;
- степень черноты Н2О;
- поправочный коэффициент.
Согласно номограммам [1, рисунки Б1, В1] степени черноты СО2, Н2О и поправочный коэффициент равны:
=0,082;
=0,057;
=1,08.
|
Принимая степень черноты стенок труб равной , находим эффективную степень черноты:
.
Ориентировочно определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в предвключённом испарительном пакете по формуле, Вт:
,
где - энтальпия при температуре дымовых газов на входе в предвключенный пакет, кДж/м3;
- энтальпия при температуре дымовых газов на выходе из предвключен-ного пакета, кДж/м3.
Численное значение энтальпии определяем по рисунку 2. На входе в предвключенный пакет при =750°С энтальпия дымовых газов составит
=1250кДж/м3, а при
=700°С
=1150,32 кДж/м3. Тогда
Вт.
Определяем среднюю температуру стенок труб:
,
где - тепловое сопротивление на трубках, равное 0,005÷0,01 (м2·°С)/Вт
(принимаем =0,005);
F – поверхность нагрева предвключенного пакета, м2.
.
Определяем степень черноты дымовых газов при температуре стенки труб:
.
Согласно номограммам [1, рисунки Б1, В1] степень черноты СО2, Н2О и поправочный коэффициент равны:
=0,075;
=0,083;
=1,08. Тогда
.
Коэффициент теплоотдачи излучением определяем по формуле:
Вт/(м²·°С).
Суммарный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к трубам составит:
Вт/(м²·°С).
При расчете коэффициента теплопередачи можно пренебречь тепловым сопротивлением теплоотдачи к воде, паро-водяной смеси и пару и рассчитать коэффициент теплопередачи по формуле:
Вт/(м²·°С).
Определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в предвключённом испарительном пакете:
кВт.
Энтальпия дымовых газов на выходе из пакета составит:
кДж/м3.
Здесь =0,9÷0,95 – коэффициент сохранения тепла (принимаем
=0,95).
|
При =1156,42 кДж/м3 по рисунку 2 определяем температуру газов на выходе из предвключенного испарительного пакета:
=695°С. Расхождение между принятой и полученной температурой составляет:
,
что не находится в пределах допустимого ().
Если полученная температура дымовых газов на выходе из предвключенного испарительного пакета отличается от принятой в начале расчёта более чем на 5%, то необходимо произвести пересчёт по новой температуре .