Расчет конвективной камеры

Расчет конвективной камеры сводится либо к определению необходимой поверхности нагрева (при проектировании печи), либо (в случае если геометрия и размеры печи известны) к определению, способна ли данная конструкция обеспечить требуемую поверхность теплообмена, т.е. проверочному расчету.

12.6.1 Уточненная тепловая нагрузка камеры конвекции, кВт,

. (12.66)

12.6.2 Энтальпия жидкости на выходе из конвективной камеры

. (12.67)

По таблице А1.1 приложения А уточняют температуру сырья на выходе из камеры (Тр).

12.6.3 Предварительное значение поверхности конвективных труб (для случая проектирования печи)

, (12.68)

где q_K - теплонапряженность конвективных труб, q_K = 8…17.5 ^кВт/_м².

Необходимое количество труб в конвективной камере

, (12.69)

где l - полезная длина конвективной трубы, м

d_Н - наружный диаметр конвективной трубы (п.12.4).

12.6.4 Конструирование камеры конвекции

l Если размеры камеры конвекции не известны, то принимают число труб (смотри пункт 12.5.11 расчета) в ряду, определяют число рядов и, приняв расстояние между осями труб в горизонтальном ряду S₁, равное 1, 5: 1, 7: 2, 0d (в зависимости от размеров двойников) и расстояние между осями труб в вертикальном ряду S₂=0.866S₁ при шахматном расположении труб, определяют ширину а_К=l₄ (см. рисунок 12.2) и высоту h_K камеры конвекции:

, (12.70)

,

где n₁ - число труб в ряду;

n₂ – число рядов труб;

S₁/2-расстояние от кладки до осей крайних труб;

S₃ - расстояние от нижней части конвективной камеры до оси первого ряда

труб. Принимают S₃=0, 25 м.

2 Если размеры камеры конвекции известны (печь выбрана по каталогу), то выбирают расстояние между трубами, чтобы обеспечить нужную поверхность теплообмена. При выборе числа труб в ряду и расстояния между ними необходимо, чтобы скорость дымовых газов в самом узком сечении межтрубного пространства равнялась 10…12 м/с [6, с 166].

12.6.5 Свободное сечение для прохода дымовых газов, м²;

(12.71)

12.6.6 Массовая скорость дымовых газов в свободном сечении камеры, ^кг/_(м² _с),

, (12.72)

где -среднее количество продуктов горения 1 кг топлива в конвективной камере, кг/кг (см. пункт 12.2.4).

12.6.7 При шахматном расположении труб коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб, ^Вт/_(м²_{× К)} находится по формуле Литвинова:

, (12.73)

где С=1+(0, 1× S₁/d_H);

Е- величина, зависящая от средней температуры дымовых газов в

конвекционной камере () (таблица 12.6);

n- показатель степени;

ε _m-поправка, значения которой приведены в таблице 12.7.

Таблица 12.6-Зависимость величины Е от средней температуры дымовых

газов Т_ср

Таблица 12.7 – Значения поправки ε _m и показателя n

12.6.8 Коэффициент теплоотдачи излучением от дымовых газов, ^Вт/_(м²_{× К)} рассчитывается по формуле Нельсона

, (12.74)

где Т_ср – средняя температура дымовых газов в конвективной камере.

12.6.9 Коэффициент теплоотдачи излучением от стенок конвективной камеры принимают равным 0, 1(a_К+a_Л).

Тогда коэффициент теплопередачи

^Вт/_(м²_{× К).} (12.75)

12.6.10 Средний температурный напор в конвективной камере определяется по схеме противотока, т.к. при количестве рядов труб более трёх; смешанно-перекрёстный противоток можно приравнять к чистому противотоку:

Т_П Т_ух

(12.76)

12.6.11 Необходимая поверхность нагрева, м ,

. (12.77)

12.6.12 Уточняют теплонапряженность поверхности нагрева конвективных труб и размеры камеры конвекции

, ^кВт/_м². (12.78)