Реферат: Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ

Площадь боковой стены в границах активного объема топки определяют как площадь указанных фигур, пользуясь простейшими математическим приемами.

Геометрические размеры плоскости фестона и выходного окна топки совпадают. Ширину определяют расстоянием между плоскостями, проходящими через оси труб боковых экранов, а длину (высоту) – по действительному размеру конфигурации оси трубы первого ряда фестона в пределах активного объема топки. Фестон и задний экран условно разделяют воображаемой плоскостью, являющейся продолжением ската горизонтального газохода.

Наружный диаметр труб d , шаг между ними S , число труб в экране z и расстояние от оси трубы до обмуровки e принимают по чертежу.

Таблица 5.1.

Конструктивные размеры и характеристики топочной камеры.

№ п/п	Наименование величин	Обозначение	Единица	Источ-ник или фор-мула	Топочные экраны					Выходное окно
					Фронтовой		Боко-вой	Задний
					Основ-ная часть	Под или хол. вор.		Основ-ная часть	Под или хол. вор.
1	Расчётная ширина экранированной стены	bст	м	Чертёж и эскиз	bф ст = 5,78	bф’ ст = 5,78	bб ст = 5,02	bз ст = 5,78	bз’ ст = 5,78	bок = 5,78
2	Освещённая длина стены	lст	м	Чертёж и эскиз	lф ст = 13,43	lф’ ст = 2,35	-	Lз ст = 7,7	lз’ ст = 2,5	lок = 4,0
3	Площадь стены	Fст	м2	bст* lст	Fф ст = 77,63	Fф’ ст = 13,58	Fб ст = 51,37	Fз ст = 44,5	Fз’ ст = 14,47	Fок = 23,12
4	Площадь участка стены, не закрытого экранами, например занятого амбразурами горелок, соплами и т.п.	Fi ст	м2	Чертёж и эскиз	Fф i ст = 2,625	-	-	-	-	-
5	Наружный диаметр труб	d	м	Чертёж и эскиз	dф = dф’ = dб = dз = dз’ = dз’ = 0,06
6	Число труб в экране	z	шт	Чертёж и эскиз	zф = 53	zф’ = 53	zб = 45	zз = 53	zз’ = 53	-
7	Шаг экранных труб	S	м	Чертёж и эскиз	Sф = 0,1	Sф’ = 0,1	Sб ср = 0,1	Sз = 0,1	Sз’ = 0,1	-
8	Относительный шаг труб	S/d	-	-	1,67	1,67	1,67	1,67	1,67	-
9	Расстояние от оси трубы до обмуровки	e	м	Чертёж и эскиз	eф = 0,06	eф’ = 0,06	eб = 0,06	eз = 0,06	eз’ = 0,06	-
10	Относительное расстояние до обмуровки	e/d	-	-	1	1	1	1	1	-
11	Угловой коэффициент экрана	x	-	Ном. 1а	xф = 0,93	xф’ = 0,1	Xб = 0,93	xз = 0,93	Xз’ = 1	xок = 1
12	Коэффициент, учитывающий загрязнение	ζ	-	Таблица 2.2	ζ ф = 0,65	ζ ф’ = 0,2	ζ б = 0,65	ζ з = 0,65	ζ з’ = 0,2	ζ ок = 0,65
13	Коэффициент тепловой эффективности экрана	ψ	-	x*ζ	ψ ф = 0,6045	ψ ф’ = 0,2	ψ б = 0,6045	ψз = 0,6045	Ψз’ = 0,2	Ψок = 0,65

Среднее значение тепловой эффективности Ψ_ср для топки в целом определяют по формуле:

,

где в знаменателе – расчетная площадь стен топки, которую определяют как сумму площадей (плоскостей), ограничивающих активный объем топки, (из табл. 5.1); в числителе – алгебраическая сумма произведений коэффициентов тепловой эффективности экранов на соответствующих этим экранам площади стен, покрытые испарительными поверхностями ; - площади участков стен i – ого экрана, не защищенных трубами.

Площадь стен топки:

F ^т ст = F ^ф ст + F ^ф ’ст + 2*F ^б ст + F ^з ст + F ^з’ ст + Fок =

= 77,63 + 13,58 + 102,7 + 44,5 + 14,45 + 23,12 = 276 м² .

Тогда среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки:

ψср = [0,6045*(77,63 – 2,625) + 0,2*13,58 + 2*0,6045*51,35 +

+0,6045*44,5 + 0,2*14,45 + 0,65*23,12] /276 = 0,507.

Активный объем топочной камеры определяют по формуле:

Vт = F ^б ст * bт = 51,35*5,78 = 297 м³ (5.2)

Эффективную толщину излучающего слоя в топке определяют по формуле:

Sт = 3,6 * Vт /F ^т ст = 3,6*297 / 276 = 3,874 м. (5.3)

5.3. Расчет теплообмена в топке.

5.3.1. Расчет основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчетная формула связывает безразмерную температуру газов на выходе из топки с критерием Больцмана B о , степенью черноты топки и параметром M, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок. При расчете используется в качестве исходной формулы:

, (5.4)

где θ_т ^” - безразмерная температура на выходе из топки;

Т_т ^” = v_т ^” +273 – абсо­лютная температура газов на выходе из топки, K;

T_a = ν_a +273 – температура газов, которая была бы при адиабатическом сгорании топлива;

a _т – сте­пень черноты топки;

М – параметр, учитывающий характер распределения температур по высоте топки;

Во – критерий Больцмана определяется по формуле:

(5.5)

Из формул (5.4) и (5.5) выводится расчетная формула для опреде­ления температуры газов на выходе их топки υ_т ^” :

– коэффициент сохранения тепла;

– - расчетный расход топлива;

– - расчетная площадь стен топки;

– - средний коэффициент тепловой эффективности экранов;

– - коэффициент излучения абсолютно черного тела, ;

– - средняя суммарная теплоемкость продуктов горения 1 кг топлива в интервале температур газов от до , .

5.3.2. Определяется полезное тепловосприятие в топке Q_т и соответствующая ей адиабатическая температура горения Т_а .

(5.7)

где Q_p ^p , q₃ , q₄ – по данным пункта 3, q₆ – в данном случае не учитывается.

Количество тепла вносимое в топку с воздухом:

Q_в = Q_гв + Q_xв = (α_т '' - Δα_т - Δα_пл )∙I_гв ^о + (Δα_т + Δα_пл )∙I_хв ^о , (5.8)