Расчет трубчатой печи пиролиза углеводородов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
I. Поверочный расчет радиантной камеры
Расчет проводим iелью определить, является ли полученное выше значение теплоты радиантной камеры достаточным для ее требуемого расчетного значения . Расчетное значение находим по формуле:
.
Значит, дальнейший расчет сводится к определению температуры газов на выходе из камеры . Чтобы ее определить, найдем значение эквивалентной абсолютно черной поверхности:
,
где - приведенная степень черноты продуктов горения
- функция распределения температуры топочном объеме
- степени черноты
НЛ - эффективная плоская поверхность экранов
- коэффициент, учитывающий совместное влияние излучающих объема газа и кладки
F - поверхность излучения (полная поверхность кладки печи)
Определим все составляющие вышеприведенного соотношения:
,
где Fi - плоская поверхность экранных труб,
- фактор формы, зависит от расположения экранных труб и составляет
для однорядных
для двухрядных
, м2
Тогда м2
где
м2
Определяем
где - угловой коэффициент взаимного излучения поверхности кладки, зависит от Н и F:
если , то , если , то
Тогда:
Таким образом,
Тогда определяем
Температуру газов на выходе из камеры находим из соотношения
,
здесь - характеристика излучения,
?Т - температурная поправка, учитывает долю поправки между излучением-конвекцией.
Для того, чтобы рассчитать графическим методом необходимо рассчитать теплоемкость отходящих газов при предполагаемом интервале, в котором находится значение )
При
2,35550,09931,45870,72571,87610,16411,53780,0109
При
2,39150,09931,47460,72571,92130,16411,55410,0109
Найдем по графику:
Таким образом, ,
Определяем температурную поправку ?Т:
,
где - коэффициент теплоотдачи от продуктов горения и стенок экрана,
Тст - температура стенки,
,
где - средняя температура продукта в радиантной камере,
- толщина стенки трубы (8 мм),
- коэффициент теплопроводности трубы,
Значит,
Найдем значение по формуле:
,
где А= 2,1 - постоянная для труб диаметром 50-140мм, из материала Х23Н18
Задаемся К
Тогда
Определим общую поверхность труб камеры:
Таким образом, находим
Теперь определяем характеристику излучения как функцию аргумента излучения
По графикам из справочной литературы определяем при полученном Х значение
Тогда по приведенной выше формуле находим температуру газов на выходе из камеры:
Разница между заданным и найденным значением составляет:
- 1298,67 = 201,32 > 5 K
Найдем новое значение
При Х значение
,67 - 1280,89 = 17,78 > 5 K
Найдем новое значение
При Х значение
,89 - 1286,52 = 5,63 > 5 K
Снова найдем новое значение
При Х значение
,52 - 1281,6 = 4,92 ? 5 K
Значит,
Теперь определяем расчетное значение теплоты радиантной камеры:
Значит, заданное выше условие выполняется
Следовательно, камера функционирует удовлетворительно, соответствуя заданным параметрам.
IV. Поверочный расчет конвективной камеры
Известны следующие температуры:
С, С,
С, С
Необходимо учесть:
1)При температуре от 110 С до 140 С: сырье - жидкость
Оптимальная скорость движения сырья в трубах м/с - принимаем 2 м/с
2)При температуре от 140 С до 630 С: сырье - газ
Оптимальная скорость движения сырья в трубах м/с - принимаем 5 м/с
Сырье - жидкость
Найдем площадь сечения всех труб камеры:
где - средняя плотность сырья в интервале температур от 110С до 140 С
,
Найдем октана для двух температур:
кг/м3 кг/м3
Следовательно, средняя плотность сырья составляет
кг/м3
Значит, м2
Определяем число труб в конвективной камере:
,
где Fтр - площадь сечения одной трубы
Выбираем трубы 89х6 мм
Округляем до = 1 (змеевик)
В связи с полученным числом уточняем значение скорости движения сырья в трубах
, м/с
Поверочный расчет проводим iелью определить, является ли полученное выше значение теплоты конвективной камеры, достаточным для ее требуемого расчетного значения ? . Расчетное значение находим по формуле:
,
где k - коэффициент теплопередачи,
- средний температурный напор,
Fк - поверхность теплообмена
,
где lкк - длина труб, омываемая дымовыми газами
,
здесь мм - толщина трубной решетки
м
Значит, м2
Найдем значение среднего температурного напора:
С
Найдем значение коэффициента теплопередачи. Учитывая , то будем вести расчет как для плоской стенки:
,
где - коэффициенты теплоотдачи от газов к стенкам труб и от стенок к сырью соответственно,
- толщина стенки и коэффициент теплопроводности
Коэффициент теплоотдачи от горячих дымовых газов рассчитаем по формуле:
,
здесь - конвективная и лучистая составляющая
Определим коэффициент теплоотдач