Контактные экономайзеры котлов, страница 16

                                  (11)

где Sh —число Шервуда; Re, Re₁ и Re₂ —числа Рейнольдса.

В данном случае

      

      

где d_e— эквивалентный диаметр насадки; έ — свободное сечение насадки,  м²/м²; а — удельная поверхность насадки, м²/м³.

Число Рейнольдса для насадки «Пчелиная сота» дефинировано посредством средней относительной скорости газового потока и потока жидкости, которая определяется уравнением

                             (12)

Удерживающая способность рассчитана по зависимости

                (13)

Коэффициент теплопередачи определялся по аналогии между тепло- и массообменом следующим образом: для горизонтальной листовой насадки

                          (14)

для насадки «Пчелиная сота»

      (15)

для неупорядоченных колец Рашига

                        (16)

где     —  число Нуссельта; h₁ — высота элемента насадки типа «Пчелиная сота».

Для расчета эффективной поверхности межфазового контакта были использованы следующие уравнения:

для горизонтальной листовой насадки

                        (17)

для неупорядоченных колец Рашига

            (18)

где Еỏ— число Этвеша; Fr — число Фруда; d — диаметр колец Рашига;

     g— ускорение свободного падения; σ — поверхностное натяжение жидкости.

Эффективная поверхность насадки «Пчелиная сота» практически совпадает с ее удельной поверхностью.

При определении равновесной концентрации масляных паров газовую фазу принимали в качестве идеальной:

                                     (19)

где р° — давление насыщенных паров чистого теплоносителя, Па; р — общее давление системы, Па.

Выполненные расчеты показали правомерность такого предположения. При наивысшей практически осуществимой температуре нагрева органического теплоносителя (температуре «мокрого термометра») отклонение газа от идеального меньше 2 %.

Давление паров чистого теплоносителя в уравнении (19) определялось по эмпирической зависимости Ашворта

            (20)

где

                 (21)

То — начальная температура кипения теплоносителя.

Рассчитанные высоты насадки для соответствующих экспериментов даны в табл. 2. Среднее отклонение рассчитанной высоты от действительной 1,7 %, а по видам насадки: горизонтальная листовая насадка 6,7%; «Пчелиная сота» 20,4%; кольца Рашига 5,8%. В табл.-2 приводятся также измеренные температуры фаз на входе и выходе аппарата (см. рисунок), плотность орошения, массовый расход газа, рассчитанная температура «мокрого термометра» и рассчитанное количество возникшего тумана. Как видно из результатов, туман образуется в большинстве экспериментов в пограничном слое, а не в основном объеме газа.

Адекватность модели была проверена по числу Стьюдента

 7.Обеспечение надежных условий эксплуатации газоотводящего тракта в котельных с конденсационными экономайзерами

Эксплуатирующиеся в настоящее время котлы ГЭС и ТЭЦ имеют температуру уходящих газов 120+130 °С. Потери тепла с уходящими газами , учитывающие только физическое тепло газов, составляют при этом 4-5 %, а термический КПД котлов достигает 92-93 %, т. е. близок к предельно высокому значению, если считать по действующей методике тепловых расчетов. Согласно этой методике тепло водяных паров, образующихся при сгорании водородосодержащих компонентов газа, не включается в располагаемое тепло продуктов сгорания. Потери тепла выбрасываемыми водяными парами при расчете по низшей теплоте сгорания составляют

где ν_ВП- удельный объем, м³/м³ и плотность, кг/м³ водяных паров; r - теплота парообразования; -теплота сгорания газа.

При расчете по высшей теплоте сгорания q_ВП=9.6%.

Таким образом, тепло выбрасываемых водяных паяв примерно в 2 раза больше температурного тепла ходящих газов. Использование даже части тепла водяных паров позволило бы существенно повысить КПД котла.