Уравнение теплопередачи.

Тепловой расчет топки

Для топки:

Тепловой баланс.

Количество тепла, переданного излучением в топке:

,

где: - коэффициент сохранения тепла топки; - энтальпия газов на выходе из топки;

- тепловыделение в топке:

,

где:

- физическое тепло воздуха (поскольку баланс тепла подсчитывается при 0 °С); - физическое тепло газов рециркуляции;

- физическое тепло воздуха, подогретого вне котлоагрегата.

Уравнение теплопередачи.

В топочном устройстве котла протекают сложные процессы теплообмена с одновременным горением топлива. Исходной для расчета теплообмена в топочном устройстве является формула, предложенная ЦКТИ, которая связывает безразмерную температуру газов на выходе из топочной камеры (Q”_т) с критерием Больцмана (Во):

Q”_т = , где Во =

После преобразования формула для выполнения поверочного расчета теплообмена топки записывается в виде:

— абсолютная температура газов—продуктов сгорания на выходе из топочной камеры, °С;

Та —теоретическая температура горения топлива, условно принимаемая равной температуре, которая имела бы место при адиабатическом процессе, К;

—коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5, 67· 10^-11 кВт/(м².К⁴);

- средний коэф. тепловой эффективности экранов,

- степень черноты топочного пространства;

- полная поверхность стен топочного устройства, м²;

—коэффициент сохранения теплоты;

- средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/кг· °С;

М – параметр, учитывающий характер распределения температур по высоте топочной камеры.

В данной работе выполняется поверочный тепловой расчет топки. Основой поверочного расчёта является определение температуры продуктов сгорания на выходе из топки . Кроме того, необходимо определить теоретическую температуру горения , количества тепла, переданного излучением в топке и приращение энтальпии воды в топке .

Таблица 5.4

№ п/п	Наименование величины	Обозн.	Способ определения	Размерность	Расчет	Значение
	Объем топочной камеры	Vт	По прил.1	м3	(в зависимости от типа котла)	22, 5
	Полная лучевосприни-мающая поверхность нагрева	Нл	По прил.1	м2	(в зависимости от типа котла)	48, 13
	Поверхность стен	Fст	По прил.1	м2	(в зависимости от типа котла)	51, 84
	Коэффициент загрязнения экрана		По прил. 9	----	(в зависимости от вида топлива, для газа = 0, 65; для мазута =0, 55)	0, 65
	Коэффициент тепловой эффективности экрана		Для камерных топок	----		0, 60
	Эффективная толщина излучающего слоя	S		м		1, 56
	Абсолютное давление газа в топке	Р	В соответствии с заданиемприняты котлы с уравновешанной тяго, т.едавление в топке.P=0, 1 МПа	ата	P=0, 1 МПа=1 ата
	Температура газов на выходе из топки		Принимается предварительно по прил. 1-1		(от 1030 до 1190°С в зависимости от типа котла) и в последствии уточняется (см. п.36 настоящей табл.)
	Объемная доля водяных паров		Принимается из табл. 5.1	----		0, 168
	Объемная доля трехатомных газов и паров		Принимается из табл. 5.1	----		0, 321
	Суммарная поглоща-тельная способность 3-х атом. газов и вод. паров			м· ата		0, 501
	Коэффициент ослабления лучей 3-х атомными газами	Кг	По номограмме III, или по формуле:			0, 63
	Коэффициент ослабления лучей для несветящихся 3-х атом. газов	k				0, 202
	Сила поглощения потока	kps		м· ата		0, 32
	Степень черноты топочной среды для несветящихся 3-х атомных газов.		По номограмме V, или по формуле:	----		0, 26
	Отношение содержания углерода и водорода в природной массе топлива			----		2, 92
	Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами	Кс	, где: α т - коэф. изб. возд. на выходе из топке (разд.5.1)			0, 1
	Коэффициент ослабления лучей для светящегося пламени	К				0, 33
	Сила поглощения потока для светящегося пламени	kps		м· ата		0, 519
	Степень черноты топочной среды для светящегося пламени		По номограмме V или по формуле:	----		0, 4
	Видимое напряжение топочного объема
	Коэффициент заполнения пламенем топочного объема	m	По прил.10 (в зависимости от qv, и вида топлива)	----	q v, кВт/м3 | < 400 | > 1160 | газ | 0, 1 | 0, 6 | мазут | 0, 5 | 1, 0 | в остальных случаях интерполируется)	0, 1
	Эффективная степень черноты факела			----		0, 274
	Степень черноты топки			----		0, 38
	Присос холодного воздуха в топку		Из табл. 5.1	----		0, 05
	Коэффициент избытка воздуха, организованно поданного в топку		Из табл. 5.1 (равен α г)	----		1, 1
	Энтальпия холодного воздуха		, 1, 31 (кДж/м3 °С)
	Физическое тепло вносимое дутьевым воздухом и с присосами в топку
	Тепловыделение в топке на 1 м³ топлива	Qт
	Теоретическая (адиабатическая) температура горения		По I-θ диаграмме	°С	(в зависимости от Qт п.29 )
	Энтальпия газов на выходе из топки		По I-θ диаграмме		(в зависимости от п.8)
	Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	(VС)ср	, где: - принимается по п.8			22, 8
	Относительное положение максимума температуры			----	(для ДКВр и ДЕ, = 0, 15)	0, 15
	Характер распределения максимальных температур по высоте топки	M	По прил. 2 или по формуле:	----		0, 51
	Тепловыделение на 1 м2 поверхности нагрева	-		кВт/м2   ккал/ м2час		204· 103
	Температура газов на выходе из топки		(или по номограмме-1Т)	°С
	Разница между предварительно принятой и уточненной температурой газов на выходе из топки		|Значения п.36 - Значение п.8|, если разница менее 50º С, то расчет продолжается, если более 50º С, то задаемся новой в п.8 и расчет повторяется с п.8	º С
	Энтальпия газов на выходе из топки		По I-θ диаграмме		(в зависимости от расчитанной п.35)
	Коэф. сохранения тепла в топке	φ	, где	-		0, 992
	Тепло, переданное излучением в топке
	Тепловая нагрузка лучевоспринимающей поверхности нагрева					96, 9
	Приращение энтальпии воды в топке		, где - паропроизводительность котлоагрегата (пп. 19-20 в табл. 5.3)