Котел пищеварочный газовый

l – определяющий  геометрический размер поверхности  ограждения, м;

перепад температур между теплоотдающей  поверхностью ограждения и воздухом.

      В рассматриваемых формулах  физические свойства воздуха берутся из табл. 3 при средней температуре пограничного слоя воздуха t_m около поверхности ограждения.

                                

 

      За  определяющий геометрический размер l в формулах (18, 19, 20) принимаются: для  вертикальной цилиндрической и плоской  поверхности – высота, для горизонтальной цилиндрической поверхности  - диаметр, для горизонтальной плоской поверхности – ширина.

      Таблица 3.

      Физические  параметры воздуха. 

 
 
 
 

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

Нестационарный  режим

Постамент

=

= 30-25=5

= =0,0028

Pr=0,706      _=13,72*10^-6 м²/с;      =0,02485

Gr=

Gr*Pr= *0,706=0,000314* =3,14*  

Так как Gr×Pr = 2×10⁷ ¸ 1×10¹³,   то      с = 0,135;         n  = 1/3 =0,33

=183,79

= =5,37  

Кожух

=

= =0,0028

     =40-25=15

Gr=0,003* = =0,002392*10 =2,39*10

Pr=0,704

Gr*Pr=2,39*10 *0,704=1,68*10

с=0,135

n=1/3

Nu=0,135*( 1,68*10 ) =149,5154

= =4,29 

Крышка 

=

= =0,0028

=45-25=20

Gr=0,0028* =0,001539*10

Gr*Pr=0,001539*10 *0,703=1,08*10

с=0,135

n=1/3

Nu=0,135*( 10,8*10 ) =129,23

= =0,0016  

Gr=0,0016* =0,000048*10

Gr*Pr=0,706*0,000048*10 =3*10

с=0,135

n=1/3

Nu=0,135*( 3*10 ) =39,61

= =2,005 

Обечайка

=

= =0,0016

Gr=0,0016 =0,0012*10

Gr*Pr=0,0012*10 *0,704=0,000845*10 =8,5*10

с=0,135

n=1/3

Nu =0,135*(8,5*10 ) =119,41

= =3,59 
 
 

Стационарный режим

Постамент

=

= =0,0028

Gr=0,0028 =0,0012*10

Gr*Pr=0,0012*10 *0,704=0,000845*10 =8,5*10

с=0,135

n=1/3

Nu =0,135*(8,5*10 ) =119,41

= =3,59   

Кожух

= =42,5

=35

= =0,0033

Gr=0,0033* =0,0048*10

Gr*Pr=0,0048*10 *0,7=33,6*10

Nu=0,135*(33,6*10 ) =401,81

= =10,41   

Крышка

= =47,5

=45

= =0,0027

Gr=0,0027* =0,0025 *10

Gr*Pr=0,0025*10 *0,6985=17,46*10

Nu=0,135*(17,46*10 ) =323,75

= =10,54   

Обечайка

= =32,5

=15

= =0,0016

Gr=0,0016* =0,00012 *10

Gr*Pr=0,00012*10 *0,704=0,9*10

Nu=0,135*(0,9*10 ) =56,86

= =2,97   

Определение площадей наружных ограждений:

Площади поверхностей

F1постамента = ((3,14*(0,8^2))/4)*0,35=0,17 м2

F2кожух = ((3,14*(1,05^2))/4)*0,96=0,8 м2

F3крышка = (3,14*(0,86^2))/4=0,58 м2

F4обечайка = Fкожуха – Fкрышки = 0,8 – 0,58=0,22 м2

Нестационарный  режим

             

= 1час

=33,29+860,37+1454,26+569,76=2917,68

Стационарный  режим

= 0,5час

=25,86+1121,96+2340,75+486,72=3975,29

Потери тепла  на разогрев конструкции аппарата Q₆ определяются по формуле:

    кДж                                                           

где å - сумма потерь тепла;

n – число элементов конструкции аппарата;

С_i – удельная теплоемкость, кДж/кг·град;

М_i – масса, кг;

средняя конечная температура, °С; (принимается из приложения 4). начальная температура, °С.

Масса отдельного элемента конструкции рассчитывается по формуле:

;

где объем материала элемента конструкции, м³.

принимается по чертежу или реальному  аппарату.

Значения  С и r приведены в таблице 4 и приложении 6. 

Таблица 4.

Теплофизические свойства материалов конструкции

и промежуточных  теплоносителей.

 

Крышка 

Сталь листовая   с₁ = О,46 кДж/кг∙град.;   кг/м³;  δ =1,5∙10^-3м

Кожух

Сталь листовая   с₁ = О,46 кДж/кг∙град.;   кг/м³;  δ =1,5∙10^-3м

Обечайка

Сталь листовая с₁ = О,46 кДж/кг∙град.;  кг/м³;   δ =1,5∙10^-3м

Постамент

Чугун с₁ = О,5 кДж/кг∙град.;  ρ=7220кг/м³;      δ =15∙10^-3м

М=V∙ = F∙δ∙ρ

Постамент

М1=0,005*7220=36,1

V1=0,17*0,04=0,007                 

(0,5*36,1)*(30-25)=90,25 

Кожух

V1=0,8*0,005=0,004

М1=0,004*7900=31,6

0,46*31,6(60-25)=508,76 

Крышка 

V=0,58*0,003=0,00174

М=0,00174*7900=13,75

0,46*13,75(70-25)=284,63 

Обечайка

V=0,22*0,004=0,00088

М=0,00088*7900=6,95

0,46*6,95(60-25)=111,93

Теплоизоляция

Альфоль         ρ =40 кг/м³;         δ =4,5∙10^-3м

М₅= F∙δ∙ρ =  0,8*∙4,5∙10^-3∙40=0,144 кг

Варочный сосуд

F5 =2*3,14*0,425*0,505+ =1,92

V5= 1,92*0,005=0,0096                        

М5=0,0096*7900=75,84

0,46*75,84*105-25=2790,9

Q6=2790,9+90,25+508,76+284,63+111,93=3786,47

Нестационарный режим

=48314,1+ 42887,46+2917,68+3786,47=97905,71  кДж

Стационарный режим

= 53169,23 +7228,22+3975,29=6888 кДж 

2.2.3 Расход газа 

=4,05         

=2,73               
 
 

2.2.4 Расчет инжекционной  газовой горелки 

Исходные  данные:

Тепловая  мощность горелки = 97905,71кДж.

Вид: газ  природный  =35600

Плотность газа

Давление  газа перед соплом горелки =2000Па

1. Определяем расчетное минимальное давление

2. Определяем  теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 м³ газа в зависимости от теплоты его сгорания

3. Задаемся коэффициентом  первичного воздуха

4. Определяем  объемный коэффициент инжекции

5. Определяем  номинальный расход газа горелкой