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];
dвн – 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:
dнар= 0,152м, dвн= 0,152-2•0,008= 0,136м;
Фактическая скорость движения потока, м/с:
WФ= 4•V/(n•π•d2 вн), (43)
Фактическая скорость оказалась меньше расчетной вследствие округления диаметра трубы в большую сторону.
Целью данного этапа является расчет поверхности конвекционных труб и проведение анализа эффективности работы камеры конвекции.
Поверхность конвекционных труб определяется по уравнению
где Qк – количество тепла, воспринятое конвекционными трубами, Вт;
К – коэффициент теплопередачи от дымовых газов к нагреваемому продукту, ;
- средняя разность температур, К.
Средняя разность температур определяется по уравнению:
, где , - соответственно большая и меньшая разность температур, оС;
- температура продукта на выходе из камеры конвекции, находится путем решения квадратичного уравнения, предварительно определив теплосодержание продукта при этой температуре:
;
Уравнение запишем в виде:
;
где a=0,000405, b=0,403 – соответственно коэффициенты уравнения;
,
=97,284;
Имеем уравнение
.
Решению уравнения удовлетворяет значение только одного корня
;
.
Составим схему теплообмена:
tк=200,855 оС t1=115 oC
;
;
.
Коэффициент теплопередачи в камере конвекции рассчитывается по уравнению
где , , - соответственно коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке, конвекцией, излучением трехатомных газов, Вт/(м2 К).
определяют по эмпирическому уравнению Нельсона:
где - средняя температура дымовых газов в камере конвекции (К), вычисляется по формуле
,
.
;
определяется следующим образом:
, где Е – коэффициент, зависящий от свойств топочных газов, значение которого находится из справочных данных;
U – массовая скорость движения газов, ;
d – наружный диаметр труб, м.
Е = 21,414 при средней температуре в камере конвекции [1, стр. 9].
Массовая скорость движения газов определяется по формуле
где f – свободное сечение прохода дымовых газов в камере конвекции, м2.
, где n – число труб в одном горизонтальном ряду;
d – наружный диаметр труб, м;
S1 – расстояние между осями труб в горизонтальном ряду
() [2, стр. 473] м;
- рабочая длина конвекционных труб, м;
- характерный размер для камеры конвекции, м.
Принимаем n=4, ; из технической характеристики печи =15,5 м.
;
;
;
;
Определяем число труб в камере конвекции
,
.
Тогда фактическая поверхность нагрева будет равна
;
.
Число труб по вертикали
;
.
Высота пучка труб в камере конвекции
, где - расстояние между горизонтальными рядами труб, определяемое как
;
.
.
Средняя теплонапряженность камеры конвекции равна
;
Допустимая теплонапряженность [1, стр.92].
В разделе рассчитана средняя теплонапряженность и количество труб в камере конвекции Nк=72 и высота трубного пучка hк=4,140 м.
Целью гидравлического расчета является определение общего гидравлического сопротивления змеевика печи или давление сырья на входе в змеевик, который, в свою очередь, необходимо для выбора сырьевого насоса.
Давление сырья на входе в печь складывается из следующих составляющих:
где РК – давление сырья на выходе из змеевика печи;
- потери напора на участке испарения, участке нагрева радиантных труб, в конвекционных трубах соответственно, ата;
- статический напор, ата.
Потери напора на участке испарения:
, где РН – давление в начале участка испарения, ата.
РН определяется методом итераций.
Зададим .
Тогда температура, соответствующая этому давлению при ОИ, равна
рассчитывается по формуле:
где А и В – расчетные коэффициенты.
где - коэффициент гидравлического сопротивления, для атмосферных печей [2, стр. 480], принимаем =0,02;
L1 – секундный расход сырья по одному потоку, кг/с,
;
- плотность сырья при средней температуре на участке испарения:
- средняя температура продукта на участке испарения:
;
;
- средняя плотность паров при давлении 9,81 Па, [2, стр.480];
lИ – длина участка испарения:
, где - соответственно теплосодержание паро-жидкосной смеси на выходе из змеевика, сырья при температуре начала испарения, сырья на выходе из камеры конвекции, кДж/кг:
,
;
,
;
lрад – эквивалентная длина радиантных труб, м,
где nр – число радиантных труб, приходящихся на один поток:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.