Поверочный тепловой расчет фестона

5.1Наружный диаметр трубы (см. п. 4.32)

d_ф = 51мм.

5.2 Шаг труб тыльного экрана (см. п. 4.34)

S_{экр тыл} = 100 мм.

5.3 Средняя длина трубы фестона (см. рис. 4.1)

l_ф = l₁ + l₃ = 0, 42 + 1, 1625 = 1, 5825 м.

5.4 Ширина топки (см. п. 4.2)

а_т = 2, 71 м.

5.5 Количество труб фестона (согласно чертежа)

Z_ф = 26 шт.

5.6 Расчетная поверхность нагрева фестона

H_ф = п х d_ф х l_ф х Z_ф = 3, 14 х 0, 051 х 1, 5825 х 26 = 6, 59 м.

5.7 Температура и энтальпия на выходе из фестона (принимается)

t" _ф = 950 ⁰C

I" _ф = 13281, 5 кДж / кг.

5.8 Температура дымовых газов на входе в фестон

t'_ф = t" _т.р = 965 ⁰C

T'_ф = 273 + 965 = 1238 K.

5.9 Энтальпия дымовых газов на входе в фестон (по таблице)

I" _т = I'_ф = 16480 кДж / кг.

5.10 Тепловосприятие фестона (присосы воздуха не учитываются) [4, стр. 44]

Q_ф= φ х (I'_ф - I" _ф) = 0, 985 (16480 - 13281) = 351, 31 кДж / кг.

5.11 Средняя температура дымовых газов в фестоне

t_фср= 0.5 (t" _ф + t'_ф) = 0, 5 (950 + 965) = 962 C;

T_{ср ф} = 273 + 962, 45 = 1235, 45 K.

5.12 Температура рабочего тела внутри труб фестона

t = t_s = 191, 60 C.

5.13 Температурный напор в фестоне

t = t_фср - t_s = 962, 45 - 191, 60 = 770, 85 C.

5.14 Живое сечение для прохода дымовых газов [4, стр. 55]

F_ф= l_ф х (a_т - Z_ф х d_ф) = 1, 5825 х (2, 71 - 26 х 0, 051) = 2, 19 м.

5.15 Значения величин V_г, r_H2O, r_п, μ _зл (см. табл. 2.2)

V_г = 8, 185 м3 / кг; r_H2O = 0, 0524; r_п = 0, 203; μ _зл = 0, 00415 кг / кг.

5.16 Скорость дымовых газов [4, стр. 54]

w_г = В_р х V_г х (t_фср+273)/ F_ф 273 = 0, 80 х 8, 185 (962 + 273) = 12, 750 м/с

5.17 Согласно [4, стр. 106] для однорядного фестона коэффициент теплоотдачи (КТО) конвекцией рассчитывается как первого ряда шахматного пучка с коэффициентом Cs=1, 0.

5.18 Относительный поперечный шаг труб фестона

Б_ф = S_{тыл т.}/d_ф = 100/51 = 1, 96

5.19 Поправка на число рядов труб по ходу дымовых газов [4, стр. 222]

C_z = 0, 625.

5.20 Поправка на физические свойства дымовых газов [4, стр. 223]

С_ф = 0, 94.

5.21 Значение номограммного КТО конвекцией от дымовых газов к стенке трубы

[4, стр. 222]

α _н = 92, 5 Вт/ м2 K

5.22 Значение КТО конвекцией от дымовых газов к стенке трубы [4, стр. 222]

α _к = α _н C_z С_ф С_s = 54, 34 Вт/ м2 K

5.23 Объѐ м топки

V_т = 46, 59 м.

5.24 Полная площадь стен топки (см. п. 13.24)

F_ст = 78, 206 м.

5.25 Площадь выходного окна топки (см. п. 13.18)

F_{вых т.} = 3, 921 м.

5.26 Эффективная толщина излучающего слоя [4, стр. 66]

S = 3, 6 V_т / (F_ст - 2F_вых + Н_ф) = 2, 18

5.27 Давление в газоходе котла [4, стр. 66]

P = 0, 1МПа.

5.28 Коэффициент поглощения лучей газовой фазой продукто сгорания [4, стр. 37]

= 1, 365(м· МПа)^–1.

5.29 Коэффициент поглощения лучей частицами золы [4, стр. 38]

k_зл μ _зл = 0, 285 (м· МПа)^–1.

5.30 Суммарный коэффициент поглощения газовой среды [4, стр. 38]

k = k_г + + k_зл μ _зл = 1, 65 (м· МПа)^–1.

5.31 Степень черноты потока газов [4, стр. 66]

а = 0, 302

5.32 Температура слоя зольных отложений на трубах [4, стр. 67]

t_з = 251, 6 C.

5.33 Значение номограммного КТО излучением [4, стр. 238]

α _н = 182 Вт/ м2 K

5.34 КТО излучением [4, стр. 238]

α _л = α _н х а = 54, 964 Вт/ м2 K

5.35 Коэффициент использования поверхности нагрева [4, стр. 68]

Ψ ξ = 1.

5.36 КТО от газов к стенке трубы [4, стр. 50]

α ₁ = ξ (α _л +α _к) = 109, 34 Вт/ м2 K

5.37 Коэффициент тепловой эффективности фестона [4, стр. 71]

Ψ = 0, 47.

5.38 Коэффициент теплопередачи [4, стр. 60]

k = Ψ х α ₁ = 51, 37 Вт/ м2 K

5.39 Тепловосприятие фестона по уравнению теплообмена [4, стр. 44]

Q_ф.т.= = k H_ф Δ t /В_р = 389, 507 кДж/кг.

5.40 Относительная невязка баланса

Δ Q_ф = (Q_ф.б - Q_ф.т.)/Q_ф.б х 100% = 3, 21 %

Примечание: согласно [4, стр. 106] допустимая невязка баланса в фестоне должна быть менее 5%, так как данное условие выполняется, то тепловой расчет фестона окончен.