Расчётно-пояснительная записка

Поверочный тепловой расчёт конвективных поверхностей котла.

Основными уравнениями при расчете конвективного теплообмена являются:

уравнение теплопередачи:

;

уравнение теплового баланса:

Расчет считается завершенным при выполнении равенства:

или

где - расчетная поверхность нагрева газохода, м².

Расчёт производится с помощью программы для работы с электронными таблицами Microsoft Ecxel, сводится в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Поверочный тепловой расчёт конвективных поверхностей котла.
											1 к.п.		1 к.п.		2 к.п.		2 к.п.
Уравнение теплопередачи, полезное тепловыделение в топке							кВт		Q_T= kFΔt_ср		9884,17		4821,08		258,23		79,42
	Расчётная поверхность нагрева газохода						м²		F		79,75		79,75		79,75		79,75
		Средняя температура газов					⁰С		θ_ср = (θθ		925,00		725,00		234,50		209,50
			Температура газов на выходе				⁰С		θ		800,00		400,00		200,00		150,00
			Температура газов на входе				⁰С		θ		1050,00		1050,00		269,00		269,00
		Объёмная доля r(H20) для данного газохода					-		r_H₂₀		0,20		0,20		0,20		0,20
		Средняя скорость газов в газоходе					м/с		W_ср=B_p*V_г(273+θ_ср)/273F_ж		13,83		11,52		9,84		9,35
			Расчётный расход топлива				м³/с		Bp		0,209		0,209		0,209		0,209
			Объём дымовых газов				м³/м³		V_г		10,86		10,86		10,89		10,89
			Живое сечение газохода				м²		F_ж		0,72		0,72		0,43		0,43
		Эффективная толцина излучающего слоя					м		S=(S₁+S₂)/d		3,92		3,92		3,92		3,92
			Диаметр труб				м		d		0,051		0,051		0,051		0,051
			Шаг труб конвектичного пучка, прод.				м		S₁		0,09		0,09		0,09		0,09
			Шаг труб конвектичного пучка, попер.				м		S₂		0,11		0,11		0,11		0,11
		Коэффициент теплопередачи от газов нагреваемой среде					Вт/(м²⁰С)		k=ψα₁		170,34		114,58		87,28		82,31
			Коэффициент теплопередачи от газов стенке				Вт/(м²⁰С)		α₁=ξ(α_к+α_л)		200,40		134,80		102,68		96,83
				Коэффициент использования			-		ξ		1		1		1		1
				Конв. коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²⁰С)		αк=α_нс_sс_zс_ф		86,40		79,80		70,68		67,83
							Вт/(м²⁰С)		α_н		80,00		70,00		62,00		60,00
								-		σ₁=S₁/d		1,76		1,76		1,76		1,76
								-		σ₂=S₂/d		2,16		2,16		2,16		2,16
							-		cs		1,00		1,00		1,00		1,00
							-		c_z		1,00		1,00		0,95		0,95
							-		c_ф		1,08		1,14		1,20		1,19
				Луч. коэффициент теплоотдачи от газов к стенке			Вт/(м²⁰С)		α_л=α_нaс_г		70,14		33,15		18,08		16,39
							Вт/(м²⁰С)		αн		114,00		55,00		32,00		29,00
					Степень черноты потока		-		a		0,6278		0,6278		0,6278		0,6278
							-		с_г		0,98		0,96		0,90		0,90
Продолжение таблицы 4.1.
						Температура загрязнённой стенки		⁰С		t_з=t_н+Δt		222,40		222,40		222,40		222,40
						Температура охлаждающей среды		⁰С		t_н		197,40		197,40		197,40		197,40
								⁰С		Δt [1, с.53]		25,00		25,00		25,00		25,00
			Коэффициент тепловой эффективности				-		ψ [1, табл. 4.2]		0,85		0,85		0,85		0,85
	Температурный напор						⁰С		Δt_ср=θ_ср-t_н		727,60		527,60		37,10		12,10

Уравнение теплового баланса							кВт		Q_б= B_φ(H-H+ΔαH⁰_хв)		1095,63		2625,63		386,79		48,84
	Расход топлива						м³/с		B		0,209		0,209		0,209		0,209
	Коэффициент сохранения тепла						-		φ		0,98		0,98		0,98		0,98
	Энтальпия газов на выходе						кДж/м³		H		14570,00		7100,00		3150,00		4800,00
	Энтальпия газов на входе						кДж/м³		H		19900,00		19900,00		5000,00		5000,00
	Величина присоса холодного воздуха в газоход						-		Δα [1, табл.1.4]		0,05		0,05		0,10		0,10
	Энтальпия теоретически необходимого количества холодного воздуха						кДж/м³		H⁰_хв		384,54		384,54		384,54		384,54

Схема 4.2. Коэффициент теплоотдачи излучением.

Схема 4.1. Коэффициент теплоотдачи концекцией при поперечном омывании корилорных гладкотрубных пучков.

Для быстрейшей стабилизации равенств, для первого конвективного пучка задаёмся двумя произвольными значения температур газов на выходе из него. Это 800^оС и 400^оС. Для второго аналогично 200^оС и 150^оС. Из таблицы 4.1. видно, что равенство ни при одной из них не стабилизировалось, посему определяем температуру на выходе графоаналитически с помощью чертежа 4.1.

Содержание