Расчёт воздухоподогревателя

Задание на 3 пару занятий на 26 ноября 2020г.

В производственно-отопительных котлах устанавливают либо водяной экономай­зер, либо воздухоподогреватель. При необходимости высокого подогрева в современ­ных котельных агрегатах применяют двухступенчатый подогрев, размещая воздухоподог­реватель в рассечку с водяным экономайзером. Для промышленных паровых и водо­грейных котлов применяются стальные трубчатые воздухоподогреватели с малым диаметром трубок, чаще всего устанавливаемые после водяного экономайзера.

Расчёт производится в следующей последовательности:

1. При конструктивном расчёте воздухоподогревателя выбрать диаметр труб d, по­перечный S₁/d и продольный S₂/d относительный шаг, площади поперечного сечения для прохода продуктов сгорания и воздуха, число ходов. Принимается d = 33 - 40 мм при толщине стенки 1,5 мм.

2. Температура воздуха перед воздухоподогревателем = 30 °С

3. Энтальпия его , кДж/м³, определяется по формуле

(140)

4. Температура воздуха после воздухоподогревателя ,°С, определяется по табл. 8.6; 8.8; 9.30 [4].

5. Его энтальпия , кДж/м³, определяется по табл.2 расчёта.

6. Температура газов за воздухоподогревателем , °С, принимается.

7. Энтальпия газов за воздухоподогревателем , кДж/кг (кДж/м³), определяется по I –θ диаграмме.

8. Средняя температура t_в воздуха,°С, определяется по формуле:

(141)

9. Его энтальпия , кДж/м³.

10. Тепловосприятие воздуха по балансу Q₆, кДж/м³, определяется по формуле:

(142)

где - отношение количества горячего воздуха к теоретически необходимому определяется по формуле:

(143)

где - определяется по табл. 3.1 и 4.7 [l5].

(144)

11. Энтальпия дымовых газов перед воздухоподогревателем I '_вп, кДж/кг (кДж/м³), определяется из последнего газохода.

12. Температура дымовых газов перед воздухоподогревателем , °С, определяется из последнего газохода.

13. Живое сечение для прохода газов , м², табл.9.33 [4].

14.Средняя температура газов в воздухоподогревателе , °С, определяется по фор­муле:

(145)

15. Скорость продуктов сгорания в воздухоподогревателе ω _д.г, м/с, определяется по формуле:

(146)

где В_р - - расчётный расход топлива, кг/с (м³/с);

V_д.г., - объём дымовых газов в воздухоподогревателе определяется из таблицы 1 расчёта.

17. Скорость воздуха в воздухоподогревателе ω_в, м/с, определяется по формуле:

(147)

18. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к стенке Вт/м² К, определяется по формуле

(148)

рис. 6.1 и 6.2 [l5] или рис. 10.14 и 10.16 [4]

19. Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны - от стенки поверхности нагрева к воздуху определяется по рис.10.17 [4] или рис.6.3 [l5],

20. Коэффициент использования газохода ξ табл.10.13 [4] для АШ, фрезерного торфа, мазута и дров ξ = 0,8; для остальных топлив ξ = 0,85.

21. Коэффициент теплопередачи к, Вт/м² К, определяется по формуле:

(149)

22. Температурный напор на входе газов , °С, определяется по формуле:

(150)

23. Температурный напор на выходе газов , °С, определяется по формуле:

(151)

24. Средний температурный напор , °С, определяется по формуле:

(152)

если ; то , °С.

25. Поверхность нагрева воздухоподогревателя Н_вп, м², определяется по формуле:

(153)

26. Теплота, воспринятая воздухом Q_m, кДж/кг (кДж/м³), определяется по формуле:

(154)

26. Невязка теплового баланса определяется по формуле:

(155)