Курсовая работа: Расчет рекуперативного нагревательного колодца с одной верхней горелкой.

25115,11

100

6 Выбор топливосжигающих устройств

Подбираем горелку типа «труба в трубе» для сжигания 0,525 м³ /с природного газа с теплотой сгорания кДж/м³ . Давление газа перед горелкой составляет 4,0 кПа, давление воздуха 1,0 кПа. Газ холодный (по условию подогрев топлива отсутствует), а воздух подогрет до температуры 800 °С. Коэффициент расхода воздуха n = 1,1.

Плотность газа кг/м³ ; количество воздуха м³ /м³ .

Пропускная способность горелки по воздуху (по формуле 70):

(м³ /с) (70)

Расчетное количество воздуха определяем по следующей формуле:

(м³ /с) (71)

Из справочной литературы (см.[5]) следует, что при заданном давлении требуемый расход воздуха обеспечивает горелка ДВБ 425.

Найдем количество топлива, проходящее через одну горелку (формула 72):

(м³ /с) (72)

Далее найдем расчетное количество газа по следующей формуле:

(м³ /с) (73)

По графикам (см.[1]) определяем, что диаметр газового сопла должен быть равен 80 мм; при давлении 4,0 кПа и плотности кг/м³ скорость истечения газа равна 78 м/с, а воздуха – 35 м/с.

7 Расчет рекуператора

Керамические рекуператоры, применяемые в нагревательных колодцах, выполняют из восьмигранных трубок. Обычно монтируют 6 – 8 рядов труб, из них два верхних и нижний ряды из карбошамотных трубок, остальные – из шамотных.

В рекуператоре воздух подогревается от °С до °С. Температура дыма на входе в рекуператор °С; количество подогреваемого воздуха м³ /с; количество дымовых газов м³ /с; состав дымовых газов: 12 % СО, 3 % О₂ , 10 % Н₂ О, 75 % N₂ .

Рекуператор набирается из трубок, каждая из которых имеет общую высоту 398 мм, полезную высоту 356 мм, наружный диаметр 140 мм и внутренний диаметр 114 мм. Дымовые газы проходят внутри трубок, воздух – между трубками. Схема работы рекуператора – многократный перекрестный противоток.

Примем тепловые потери равными 10 % и величину утечки воздуха в дымовые каналы равной 20 %. С учетом утечки в рекуператор нужно подавать количество воздуха, равное м³ /с.

Следовательно, величина утечки воздуха (формула 74):

(м³ /с) (74)

Принимая температуру дымовых газов на выходе из рекуператора 650 °С и определяя теплоемкость дымовых газов аналогично предыдущему расчету, составляем уравнение теплового баланса (формула 75):

(°С) (75)

Рекуператор данной конструкции работает по принципу многократного перекрестного противотока, поправкой на перекрестный ток пренебрегаем и определяем среднюю разность температур (формула 76):

(76)

Для определения суммарного коэффициента теплопередачи принимаем среднюю скорость дымовых газов м/с, среднюю скорость воздуха м/с.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией на воздушной стороне для шахматного пучка находим по формуле и номограмме (см.[1]).

Найдем с некоторым приближением среднюю по всей поверхности нагрева температуру стенки (см.[1]):