Определение лучевоспринимающей поверхности

Определим площадь ограждающих поверхностей.

F_бок.ст. = 3,904*3,375 = 13,176 м²

F_пер.ст. = 2,944*3,375 – F_гор = 8,736 м²

F_зад.ст. = 2,944*3,375 = 9,936 м²

F_верх = F_низ = 2,944*3,904 = 11,494 м²

F_фест = 7,2 м²

F_пов.ст. = 2,074 * 2,944 * 2 = 12,212 м²

Общая площадь ограждающих поверхностей котельного агрегата составила:

F_ст = (13,176 + 11,494)*2 + 8,736 + 9,936 = 68,012 м²

Лучевоспринимающая площадь поверхности нагрева настенных экранов:

H_л=SF_пл×Х, где

F_пл – площадь, занятая экраном

Х – угловой коэффициент экрана, определяемый по рис 5.3, Эстеркин стр. 57

Х = 0,97

Тогда

Н_л = 68,012*0,97 = 53,6 м²

Степень экранирования топки:

c = Н_л / F_ст

c = 53,6 / 68,012 = 0,788

Расчёт теплообмена в топочной камере

Температуру продуктов сгорания на выходе из топки принимаем t» = 1050 ⁰С

Энтальпия при данной температуре I» = 20659,927 кДж/м³

Полезное тепловыделение в топке, кДж/м³:

Q_т = Q_н^р*(100-q₃) / 100 + Q_в, где

Q_в – тепло вносимое воздухом

Q_в = a_т V₀ C_в t_в

С_в. – объемная теплоемкость воздуха, С_в.=1,3 кДж/м³ž⁰С

t_в – температура воздуха, t_в=30 ⁰С

Q_в = 1,1*10,625*1,3*30 = 455,813 кДж/м³, тогда

Q_т = 40280*(100–0,5) / 100 + 455,813 = 40534,413 кДж/м³

(Гусев Ю.Л., стр. 99)

Исходя из полученного теплосодержания по графику 1 определяем температуру горения: t = 1920 ⁰С

Коэффициент тепловой эффективности экрана:

y = х*x, где

x – коэффициент, учитывающий снижение тепловосприятия экранных поверхностей нагрева вследствие их загрязнения наружными отложениями или закрытия огнеупорной массой. Принимается по табл. 5.1, Эстеркин Р.И., стр. 62.

х – угловой коэффициент, отношение количества энергии, посылаемой на облучаемую поверхность, к энергии излучения всей полусферической излучающей поверхности. Принимается по рис. 5.3, Эстеркин Р.И., стр. 57.

y = 0,82 * 0,55 = 0,451

Эффективная толщина излучающего слоя, м:

s = 3,6*V_т / F_т, где

V_т – объем топочной камеры, м³

F_т – поверхность стен топочной камеры, м²

s = 3,6*44,469 / 68,012 = 2,354 м

Коэффициент ослабления лучей

k = k_г * r_п + k_с, где

r_п – суммарная объемная доля трехатомных газов

k_г – коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

k_г = () * (1 – 0,37T _н^» / 1000), где

r_Н2О – объемная доля водяных паров

p_п – парциальное давление трехатомных газов МПа, p_п = r_п * 0,1

T _н^» – абсолютная температура на выходе из топочной камеры, К

k_г = () * (1 – 0,37*(1050 + 273)/1000)

k_г = 13,111 * 0,436 = 5,716

k_с – коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами

k_с = 0,3 (2 – α_т) * (1,6 T _н^» / 1000 – 0,5) * C_p / H_p

α_т – расчётное значение коэффициента избытка воздуха на выходе из топки

C_p – содержание углерода в природной массе топлива

H_p – содержание водорода в природной массе топлива

k_с = 0,3 (2 – 1,1) * (1,6*1050 / 1000 – 0,5) * 86,3/ 13,3

k_с = 2,945

Тогда коэффициент ослабления лучей

k = 5,716* 0,243 + 2,945 = 4,334 (м*МПа)^-1

Степень черноты факела:

, где

m – коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненного светящейся частью факела, принимается по Эстеркин Р.И., стр. 65 табл. 5.2

а_св – степень черноты светящейся части факела

а_св = 1 –

а_св = 1 – = 0,610

а_г – степень черноты несветящихся трехатомных газов

а_г = 1 –

а_г = 1 – = 0,287

Тогда степень черноты факела

а_ф = 0,55*0,610 + (1 – 0,55)*0,287 = 0,464

Степень черноты топки

а_т =

а_т = = 0,658

Определяем параметр М:

М = 0,54 – 0,2 х_т, где

х_т = h_г / Н_т – относительное положение максимума температуры

х_т = 1650 / 2050 = 0,8

Тогда

М = 0,52 – 0,3 * 0,8 = 0,28

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания на 1м³ газа при нормальных условиях:

Q_т – энтальпия продуктов сгорания

I_т«– энтальпия пр. сгорания при принятой температуре на выходе из топки

T_а – теоретическая температура горения

T_т«– абсолютная температура на выходе из топки, К

22,844

Действительная температура на выходе из топки, 0С:

Полученная температура ниже принятой на 16,1 ⁰С, что входит в допустимые пределы ± 50 ⁰С. Следовательно, расчет считаем оконченным.

Тепло переданное излучением в топку, кДж/кг

Q_Л = (Q_T – I_г¢¢) ž j

Q_Л = (40534,413 – 20659,927) ž 0,985 = 19576,368 кДж/кг