Расчет лучистого теплообмена в топке

Целью этого расчета является определение действительной температуры дымовых газов на выходе из топки при принятой теплонапряженности радиантных труб или проверка ранее вы­бранной температуры дымовых газов, покидающих топку.

Определим коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от дымовых газов к радиантным трубам по формуле:

Средняя температура наружной поверхности стенки радиантной трубы q определяется из уравнения:

+

где t — средняя температура сырья в радиантных трубах, °С; a2 — коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к нефти, ккaл/(м2×ч×гpaд); d — толщина стенки трубы, м; l — коэффициент теплопроводности стенки трубы, ккал/(м×ч×град).

Средняя температура нефти и мазута в радиантных трубах:

Принимаем a2н = 900 ккaл/(м2×ч×гpaд), l =39 ккал/(м×ч×град).

Тогда для нефти и мазута

и коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от дымовых га­зов к радиантным трубам:

Рассчитаем максимальную температуру горения по формуле:

где t0 — так называемая приведенная температура системы [40, стр. 88], может быть принята равной 20° С.

Для упрощения расчета второе слагаемое правой части форму­лы найдем по графику q—t (см. рис. 40), отложив значение по оси абсцисс и прочитав значение температуры ,на оси ординат t = 2687 °C . Получим:

Определим среднюю температуру поглощающей среды (газа в топке). Для расчета этой температуры Ц. А. Бахшияном [40, стр. 93] рекомендуется формула:

где Qр.к. — тепло, переданное радиантным трубам свободной кон­векцией газов, ккал/ч; Qp.n. — потери тепла радиантной камерой в окружающую среду, ккал/ч; Smcр — средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг топлива в интервале температур от tП до tv.

Имеем:

Тогда

Отложив на графике рис. 40 величину,

найдем соответствующую температуру tv = 1103 °С (Тv = 1376 °К).

Отсюда

Определим температуру излучающей стенки. Согласно опытным данным Гипронефтемаша [40, стр. 93] эту температуру можно найти по формуле:

Рассчитаем эквивалентную абсолютно черную поверхность. Предварительно определим все необходимые для этого величины.

Найдем угловой коэффициент для случая лучистого теплооб­мена между поверхностью экранных труб и излучающей стенкой, или коэффициент облученности rHR. Этот коэффициент показывает, во сколько раз эффективная (расчетная) поверхность ПHR взаим­ного излучения экрана и излучающей стенки больше поверх­ности радиантных труб, т. е.:

Основы расчета ПHR достаточно подробно изложены в ряде руководств [39, 8, 9 и др.]. Ниже излагается схема расчета ПHR для нашего случая.

В любом масштабе (лучше или ) вычерчиваем схему топки печи с размещенными в ней трубами. Ввиду симметричности топки на схеме (рис. 42) дана только левая половина ее. Для упроще­ния схемы в левом вертикальном ряду показаны верхние пять труб из десяти, а в правом вертикальном ряду — нижние пять и две трубы из четырнадцати.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru