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