Расчет змеевикового экономайзера
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
p>
Эффективная степень черноты оболочки
Плотность теплового потока, обусловленная излучением,
Коэффициент теплоотдачи, обусловленный излучением,
Суммарный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенкам труб
Коэффициент теплопередачи
Находим средний температурный напор, приближенно принимая схему движений теплоносителей за противоточную:
При этом
Конструктивный расчет
Площадь поверхности нагрева экономайзера
Число параллельно включенных змеевиков
Длина отдельной секции (змеевика)
Аэродинамический расчет
Целью аэродинамического расчета является выбор необходимых тяговых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой систем и перепада полных давлений в газовом и воздушном тракте. При отсутствии воздушного тракта в экономайзере расчет ведется по газовому тракту.
Потери напора по газовому тракту экономайзера:
,
где - сопротивление поперечно омываемых трубных пучков.
- сопротивление трения, т. е. Сопротивление при течении потока в прямом канале постоянного сечения, в том числе при продольном омывании пучка труб.
- сопротивление самотяги.
Сопротивление трения возникает при движении потока в газовоздухопроводах, в продольном омываемых трубчатых поверхностях нагрева. Для обычных аэродинамических расчетов можно не учитывать поправку на теплообмен и вести расчет по формуле:
,
Эквивалентный диаметр для круглого сечения равен внутреннему диаметру трубы, а для некруглого сечения определяется по формуле:
Для поперечно омываемых пучков гладких труб живое сечение канала:
Полный периметр сечения, омываемый текущей средой:
.
Зная число Рейнольдса для потока газов, которое было определено в тепловом расчете, находим значение коэффициента сопротивления трения:
Тогда сопротивление трения равно:
Сопротивление поперечно омываемых пучков гладких и ребристых труб выражается формулой:
Коэффициент сопротивления гладкотрубного шахматного пучка определяется по формуле:
-коэффициент сопротивления, отнесенный к одному ряду пучка, зависящий от отношений и , а также от числа Re; и - шаги труб по ширине и глубине пучка;
-диагональный шаг труб.
2,26d мм;
;
;
Для всех шахматных пучков:
;
При
для пучков с
Коэффициент формы шахматного пучка:
;
Тогда сопротивление поперечно омываемых пучков труб:
Сопротивление самотяги:
плотность окружающего воздуха при
плотность дымовых газов при температуре
Потери напора по газовому тракту экономайзера:
Гидравлический расчет
Задачей гидравлического расчета водяного экономайзера является обеспечение его надежности (безопасного температурного режима, предотвращения внутренних отложений, удаления газов), рациональности компоновки и определение потерь давления.
Перепад давления в экономайзере определяется как сумма перепадов давлений в его отдельных гидравлических элементах.
Перепад давления в элементе (участке) подсчитывается по формуле:
Потеря давления от трения, , рассчитывается по формуле:
Приведенный коэффициент трения, 1/м, определяется по формуле:
Коэффициент трения находится по формуле:
k-абсолютная шероховатость труб принимаем равной 0,08 мм.
Средний удельный объем, , определяется по формуле:
Потеря давления, , в местных сопротивлениях определяется по формуле:
Коэффициент местного сопротивления определяется по формуле:
Потеря давления от ускорения потока, , при сверхкритическом давлении определяется по формуле:
Средняя удельная плотность,, среды определяется по формуле:
Гидравлическое сопротивление экономайзеров определяется при номинальной нагрузке котельного агрегата по выражению:
Гидравлическое сопротивление по паровой стороне поверхностного пароохладителя (конденсатора), ,при поперечном омывании пучка труб подсчитывается по формуле:
Заключение
В результате проведенного конструктивного, теплового, гидравлического и аэродинамического расчетов экономайзера были определены следующие параметры:
требуемая поверхность нагрева: F = 1443 м2
скорость движения воздуха: w2=13 м/с
скорость движения газа: w1=0,6м/с
число параллельно включенных змеевиков: n=78
длина отдельной секции (змеевика): l=115,5 м
потери напора по газовому тракту экономайзера:
перепад давления в элементе (участке):
Литература
1.Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче, 1975
.Мочанов С.И. Аэродинамический расчет котельных установок, 1969
.Мочанов С.И. Гидравлический расчет котельных установок, 1969
.Исаченко В.П. Теплопередача, 1981