Проект стационарного парового котла
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ого топлива при нормальных условиях.
Из предыдущих расчетов имеем:
температура газов перед рассматриваемым газоходом
t1 = tт = 817С;
энтальпия газов перед газоходом1 = Iт = 9259 кДж/кг;
коэффициент сохранения теплоты
? = 1,00;
секундный расход топлива
Вр = 0,77 кг/с.
Предварительно принимаем два значения температуры продуктов сгорания после газохода:
t2 = 220C,
t2 = 240C.
Дальнейший расчет ведем для двух принятых температур.
Энтальпия продуктов сгорания после конвективного пучка:2 = 2320 кДж/кг,2 = 2540 кДж/кг.
Количество теплоты, отданное газами в пучке:
1 = ?Вр (Iт - I1); 1 = 1,00 • 0,77? (9259 - 2320) = 5343 кДж/кг,1 = 1,00 ? 0,77• (9259 - 2540) = 5174 кДж/кг.
Наружный диаметр труб конвективных пучков (по чертежу)
dн = 51 мм.
Число рядов по ходу продуктов сгорания (по чертежу)1 = 35.
Поперечный шаг труб (по чертежу)1 = 90 мм.
Продольный шаг труб (по чертежу)2 = 110 мм.
Коэффициент омывания труб ([1] табл.6.2)
? = 0,90.
Относительные поперечный ?1 и продольный ?2 шаги труб:
? = S/d;
?1 = 90/51 = 1,8;
?2 = 110/51 = 2,2.
Площадь живого сечения для прохода газов при поперечном омывании труб
ж = ab - z1ldн,
где а и b - размеры газохода в свету, м;
l - длина проекции трубы на плоскость рассматриваемого сечения, м;
ж = 2,5 • 2,0 - 35 • 2,0 • 0,051 = 1,43 м2.
Эффективная толщина излучающего слоя газов
Sэф = 0,9dн,эф = 0,9 ? 0,051? = 0,177 м.
Температура кипения воды при рабочем давлении (по таблицам насыщенного водяного пара)
ts = 198С.
Средняя температура газового потока
ср1 = 0,5 (t1 + t);
tср1 = 0,5? (817 + 220) = 519C,
tср1 = 0,5? (817 + 240) = 529C.
Средний расход газов
cp1 = BVг (tср1 + 273) /273,cp1 = 0,77 ? 7,56? (519 + 273) /273 = 16,89 м3/с.
Vcp1 = 0,77 ? 7,56? (529 + 273) /273 = 17,10 м3/с.
Средняя скорость газов
?г1 = Vcp1/Fж,
?г1 = 16,89/1,43 = 11,8 м/с,
?г1 = 17,10/1,43 = 12,0 м/с.
Коэффициент загрязнения поверхности нагрева ([1] с.43)
? = 0,0043 м2?град/Вт.
Средняя температура загрязненной стенки ([1] с.42)
з = ts + (6080), tз = (258278) = 270С.
Поправочные коэффициенты для определения коэффициента теплоотдачи конвекцией ([1] рис.6.2):
на количество рядов
Сz = 1,0;
на относительные шаги
Сs = 1,0;
на изменение физических характеристик
Сф = 1,05.
Вязкость продуктов сгорания ([1] табл.6.1)
? = 76?10-6 м2/с,
? = 78?10-6 м2/с.
Коэффициент теплопроводности продуктов сгорания ([1] табл.6.1)
? = 6,72?10-2 Вт/ (м?С),
? = 6,81?10-2 Вт/ (м?С).
Критерий Прандтля продуктов сгорания ([1] ф.6.7)
Рr = 0,62,Рr = 0,62.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией ([1] табл.6.1)
?к1 = 0,233СzCф?Р (?dн/?) 0,65/dн,
?к1 = 0,233 ? 1 ? 1,05 ? 6,72?10-2 ? 0,620,33? (11,8 ? 0,051/76?10-6) 0,65/0,051,?к1 = 94,18 Вт/ (м2?К);
?к1 = 0,233 ? 1 ? 1,05 ? 6,81?10-2 ? 0,620,33? (12,0 ? 0,051/78?10-6) 0,65/0,051,?к1 = 94,87 Вт/ (м2?К).
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
,
?0,228 = 23,30 (м?МПа) -
1,?0,228 = 23,18 (м?МПа) -
1,Суммарное парциальное давление трехатомных газов (определено ранее)
Рп = 0,023 МПа.
Коэффициент ослабления луча в объеме заполненном золой при температуре tср ([1] рис.5.3)
Кзл = 9,0;
Кзл = 9,0.
Концентрация золовых частиц в потоке газа (определена ранее)
?зл = 0,002.
Степень черноты запыленного газового потока
а = 1 - е-kгkзлРп?злSэф,
а = 1 - е-23,30?9,0?0,002?0,023?0,177 = 0,002,а = 1 - е-23,18?9,0?0,002?0,023?0,177 = 0,002.
Коэффициент теплоотдачи излучением при сжигании каменного угля
ал = 5,67?10-8 (аст + 1) аТ3/2,
где аст - степень черноты стенки, принимается ([1] с.42)
аст = 0,82;
ал = 5,67?10-8? (0,82 + 1) ?0 ? 5433 ? /2 = 0,02 Вт/ (м2?К);
ал = 5,67?10-8? (0,82 + 1) ?0 ? 5433 ? /2 = 0,02 Вт/ (м2?К).
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
?1 = ? (?к + ?л),
?1 = 0,90? (94,18 + 0,02) = 84,78 Вт/ (м2?К)
?1 = 0,90? (94,87 + 0,02) = 85,40 Вт/ (м2?К).
Коэффициент теплопередачи
К = ?1/ (1 + ?1?),
К = 84,78/ (1 + 84,78 ? 0,0043) = 62,13 Вт/ (м2?К),
К = 85,40/ (1 + 85,40 ? 0,0043) = 62,46 Вт/ (м2?К).
Средний температурный напор
?t = ,
?t = = 179С;
?t = = 214С.
Площадь нагрева конвективного пучка (из технической характеристики котла)
Нк1 = 418 м2.
Тепловосприятие поверхности нагрева конвективного пучка
к = КНк?t; к = 62,13 ? 418 ? 179/1000 = 4649 кДж/кг;к = 62,46 ? 418 ? 214/1000 = 5587 кДж/кг.
По принятым двум значениям температуры
t1 = 220C;
t1 = 240C
и полученным значениям
б1 = 5343 кДж/кг;б1 = 5174 кДж/кг;к1 = 4649 кДж/кг;к1 = 5587 кДж/кг
производим графическую интерполяцию для определения температуры продуктов сгорания после конвективной поверхности нагрева. Для графической интерполяции строим график (рис.3.2) зависимости Q = f (t).
Рис.3.2 - График зависимости Q = f (t)
Точка пересечения прямых укажет температуру tр газов, выходящих после конвективной поверхности:
tк = 232С.
Количество теплоты, воспринятое поверхность нагревак1 = 5210 кВт.
Энтальпия газов при этой температуре
Iк1 = 2452 кД