Аэродинамический расчет котельного агрегата ДЕ-10-14ГМ. Расчет аэродинамического сопротивления конвективного пучка

Расчет аэродинамического сопротивления конвективного пучка

		Наименование Параметра	Обозначение		Ед. измерения	Расчетная формула	Результат расчета
1		2	3		4	5	6
1		Относительный поперечный шаг трубы					2,16
2		Относительный продольный шаг трубы					2,16
3		Средняя температура газов			оС		657,5
4		Средняя температура газов в газоходе	wср		м/с		20,3
5		Число труб в глубину пучка по ходу газов	z2				41
6		Коэффициент сопротивления одного ряда коридорного пучка					0,23
7		Коэффициент сопротивления одного ряда коридорного пучка по глубине пучка					9,43
8		Плотность газов при средней температуре			кг/м3		0,39
Окончание таблицы 3.1
9		Динамическое давление при средней скорости и плотности			Па		80,4
10		Сопротивление пучка труб конвективного газохода			Па		758,2
11	Значение коэффициента сопротивления четырех поворотов на 90о					для 90о	4
12	Сопротивление поворотов				Па		321,6
13	Полное сопротивление конвективного пучка				Па		1279,8

3.1.2 Расчет аэродинамического сопротивления дымовой трубы

Расчет аэродинамического сопротивления дымовой трубы  производим в таблице 3.2

Таблица 3.2  Расчет аэродинамического сопротивления дымовой трубы

	Наименование Параметра	Обозначение	Ед. измерения	Расчетная Формула	Результат расчета
1	2	3	4	5	6
1	Высота дымовой трубы	Н	м	Принято из расчета выбросов вредностей	30
2	Диаметр трубы	d	м	Принято из расчета выбросов вредностей	1,5
3	Температура уходящих дымовых газов	tух	оС	Принято из расчета экономайзера	135
4	Средняя плотность дымовых газов		кг/м3		0,9
Окончание таблицы 3.2
5	Коэффициент кинематической вязкости			при
6	Критерий Рейнольдса	Re			149318
7	Коэффициент трения				0,018
8	Площадь сечения дымовой трубы на выходе	Fд.тр	м2		1,77
9	Средняя скорость	wср	м/с		2,19
10	Сопротивление выхода		Па		2,4
11	Сопротивление трения дымовой трубы		Па		0,785
12	Самотяга дымовой трубы		Па		156,4
13	Сопротивление дымовой трубы		Па		-153

Полное сопротивление котельной установки:

50 + 1279,8 + 732,5 + 10 + 140 – 153 = 2059,3 Па.

3. 2 АЭРОДИНАМИЧЕСИЙ РАСЧЕТ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

       КВ-ГМ-10-150

Аэродинамическое сопротивление на пути прохождения газов газоходах котельной установки состоит из местные сопротивления, зависящих от изменения сечений газоходов и их поворотов, и из сопротивления, возникающего вследствие трения и вследствие сопротивления пучков труб.

Необходимое разряжение, создаваемое тяговым устройством, зависит от суммы сопротивлений отдельных элементов тракта, входящих в состав котельной установки.

∆h_изб = ∆h_т + ∆h_кп1 + ∆h_кп2 + ∆h_гх + ∆h_шиб + ∆h_д.тр.;                                       (3.4)

где  ∆h_т – сопротивление в топочном пространстве, принимаем по рекомендации стр. 137 [2], ∆h_т = 65 Па;

∆h_шиб – сопротивление шибера, поставленного на газоходе перед дымососом, принимаем по рекомендациям стр. 144 [2], ∆h_шиб = 10 Па;

∆h_{кп 1}– сопротивление 1 конвективного пучка;

∆h_кп2 – сопротивление 2 конвективного пучка;

∆h_гх – сопротивление газохода от экономайзера до дымовой трубы;

∆h_д.тр. – сопротивление дымовой трубы;

3.2.1 Аэродинамическое сопротивление конвективных пучков

Определяем сопротивление 1 конвективного пучка.

По чертежу котлоагрегата определяем следующие конструктивные характеристики газохода:

- площадь поверхности нагрева одного конвективного пучка  Н=103 м²;

- поперечный шаг труб  S₁ = 64 мм;

- продольный шаг труб  S₂ = 40 мм;

- число труб в ряду  z₁ =  23 шт.;

- число рядов труб по ходу продуктов сгорания z₂ =  7 шт.;

- наружный диаметр и толщина стенки трубы 

- площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания  F = 0,95 м².

Подсчитываем относительный шаг:

- поперечный  

 

    -  продольный 

Средняя температура дымовых газов:

, где -температура дымовых газов на входе в конвективный  пучек,.

-температура дымовых газов на выходе из конвективного пучка,.

Рассчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с [2]:

, м/с                                                                                   (3.5) где В_р = 0,383 м³/с – расчётный расход топлива;

V_г = 11,209 м³/м³ – объём продуктов сгорания (табл. 2.2);

              F = 0,95 м² – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания.

Коэффициент сопротивления одного ряда коридорного пучка:

                                                                                                      (3.6)

где  - коэффициент сопротивления коридорного пучка, находится по графику,  [2]

- поправочный коэффициент на расстояние между трубами, находится по графику,  [2]

Определяем коэффициент сопротивления:

 

где  -количество рядов труб по глубине пучка,              

Плотность газа при средней температуре:

, кг/м³                                                                                                                                (3.7)

где - приведённая плотность дымовых газов при 760 мм. рт. ст. и 0 ^оС  равная 1,34 кг/м³

-средняя температура дымовых газов,.

 кг/м³

Сопротивление конвективного пучка:

, Па                                                                              (3.8)

Аналогично первому конвективному пучку рассчитываем второй

По чертежу котлоагрегата определяем следующие конструктивные характеристики газохода:

-  площадь поверхности нагрева одного конвективного пучка  Н=103 м²;

-  поперечный шаг труб  S₁ = 64 мм;

-  продольный шаг труб  S₂ = 40 мм;

-  число труб в ряду  z₁ =  23 шт.;

-  число рядов труб по ходу продуктов сгорания z₂ =  7 шт.;

-  наружный диаметр и толщина стенки трубы 

-  площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания  F = 0,95 м².

Подсчитываем относительный шаг:

 

- поперечный  

- продольный 

Средняя температура дымовых газов:

, где -температура дымовых газов на входе в конвективный пучёк,.

-температура дымовых газов на выходе из конвективного пучка,.

Рассчитываем среднюю скорость продуктов сгорания в поверхности нагрева, м/с:

, м/с                         где  В_р = 0,383 м³/с – расчётный расход топлива;

V_г = 12,136 м³/м³ – объём продуктов сгорания (табл. 2.2);

F = 0,95 м² – площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания.

Коэффициент сопротивления одного ряда коридорного пучка:

где  - коэффициент сопротивления коридорного пучка, находится по графику, [2]

- поправочный коэффициент на расстояние между трубами, находится