Расчет трубчатой печи

3. Определение максимальной температуры продуктов сгорания:

                                                  _{,                                                 (33)}

         _{где – То – приведенная температура, То=313 К, [1];}

                   η_т  – КПД топки;  η_т =0,96, [1];

                            _{–  количества газов, образующихся при сгорании 1 кг топлива и                      теплоемкости продуктов сгорания, определяющиеся в программе на каждой итерации при  Тп;}          

        Таблица 4 – Зависимость средней массовой темпоемкости газов при

                              постоянном давлении с_Р [кДж/кг∙К] от абсолютной

                              температуры Т=2400,3828 К

    

4. Определение теплосодержания продуктов сгорания (I, I_Тmax, I_Тух) при всех температурах (Т_п,Т_max,Т_ух) по формуле 25:

      

5. Определение коэффициента прямой отдачи:

                                                                                                         ₍₃₄₎

 

6. Определение фактической теплонапряженности радиантных труб q_Р, ккал/(м²∙ч):

                                                       _{,                                                        (35)}

    где Н_р –поверхность нагрева радиантных труб, м²;

7. Определение температуры наружной стенки экрана θ,К:

                  ,     (36)

  где  ^_-- коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому продукту,    

             

       – толщина стенки трубы, ;

       –коэффициент теплопроводности трубы, ;

        t_ср – средняя температура нагреваемого продукта.

Для жидких топлив  

8. Определение теплонапряженности свободной конвекции q_рк, кДж/м²∙ч:

                                               (37)

      

9. Определение температуры продуктов сгорания Т_п, К по формуле (32):

 

      

    

    

     Итак, расчетная величина не совпадает  с заданной, значит расчет возобновляется. Значение Т_п для последующей итерации принимают рассчитанное значение Т_п в предыдущей итерации.

    Для последней итерации:

1.Пусть температура продуктов сгорания К.

2.Определение теплоемкостей при выбранной температуре дымовых газов: 

        Таблица 5 – Зависимость средней массовой темпоемкости газов при

                              постоянном давлении с_Р [кДж/кг∙К] от абсолютной           

                              температуры Т=1107,8893К

3.Определение максимальной температуры продуктов сгорания:

                                                 

    

        Таблица 6 – Зависимость средней массовой темпоемкости газов при

                              постоянном давлении с_Р [кДж/кг∙К] от абсолютной

                              температуры Т=2398,4702 К

    

4.Определение теплосодержания продуктов сгорания (I, I_Тmax, I_Тух) при всех температурах (Т_п,Т_max,Т_ух) по формуле 25:

      

5.Определение коэффициента прямой отдачи:

                                                                                                        

 

6.Определение фактической теплонапряженности радиантных труб q_Р, ккал/(м²∙ч):

                                                  

7.Определение температуры наружной стенки экрана θ,К:

          

8.Определение теплонапряженности свободной конвекции q_рк, кДж/м²∙ч:

                                             

      
 

9.Определение температуры продуктов сгорания Т_п, К по формуле (32): 

      
 

    Результаты итераций представлены в таблице 5.

  Таблица 5– Расчет температуры продуктов, покидающих топку, методом итера-

                       Ций 
 
 

 

    Таким образом, рассчитанная величина

    Количество тепла, переданное продукту в камере радиации:

                                                                      ;                                            (38)

    

    В результате расчетов была найдена фактическая  теплонапряженность q_p=27280,8888 ккал/(м²ч), сравнение которой с допустимой теплонапряженностью q_pдоп=35000 ккал/(м²ч) позволяет оценить эффективность камеры радиации трубчатой печи типа СКГ1     

    Тот факт, что q_p<q_pдоп, свидетельствует о правильности выбора печи.

Эффективность камеры радиации составляет  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

2.5  Расчет диаметра печных труб 

         В данном пункте по результатам расчета выбираются стандартные размеры труб (диаметр, толщина и шаг). При этом используется следующий алгоритм расчета.

         Определяется объемный расход нагреваемого продукта, м³/с:

           ,      (39)

     где G_с– производительность печи по сырью, т/сут;

        – плотность продукта при средней температуре t_ср, кг/м³.

           ,   (40)

     .

     .

    Площадь поперечного сечения трубы определяется уравнением:

           ,    (41)

    где n – число потоков, n=2 [1];

          W – допустимая линейная скорость продукта, W=2,0 м/с [1];

          d_вн – расчетный внутренний диаметр трубы, м.

    Из уравнения (41)  рассчитывается внутренний диаметр трубы:

           , (42)

    

    Округляя  значение расчетного диаметра трубы, учитывая толщину стенки, и выбирая в  соответствие с этим остальные размеры труб, получим:

    d_нар= 0,152м, d_вн= 0,152-2·0,008= 0,136м;