Промышленность \ Энергоиспользование в энергетике и технологии

Расчет горения газообразного топлива (сухой природный газ из газопровода Шибелинка–Харьков). Определение конструктивных размеров рабочего пространства печи, страница 5

МДж/цикл.

Теплота, теряемая через свод:

, где – площадь свода, м²,

м²;

– толщина свода выполненного из шамота, м, принимаем толщину слоя шамота в 4 кирпича, то есть м;

- коэффициент теплопроводности шамота, Вт/(м×°С),

;

– средняя температура слоя шамота, °С,

– температура наружного воздуха, °С, принимаем °С;

– коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности свода к воздуху, Вт/(м²×°С), для свода принимаем =20 Вт/(м²×°С).

Принимаем температуру внутренней поверхности слоя шамота =680°С, а наружной поверхности =84°С. Тогда средняя температура слоя шамота будет равна:

^оС.

Вт/(м×°С).

МДж/цикл.

Плотность теплового потока через свод:

Вт/м².

Тогда температура наружной поверхности слоя шамота составит:

°C.

При этом расхождение между полученной температурой и ранее принятой составит:

Таким образом дальнейшего уточнения температуры не требуется.

Теплота, теряемая через стены:

, где – площадь пода и стен кладки, м²,

м²;

– толщина слоя шамота, м, принимаем толщину слоя шамота в 3 кирпича, то есть м;

– толщина слоя диатомита, м, принимаем толщину слоя диатомита в 2 кирпича, то есть м;

- коэффициент теплопроводности диатомита, Вт/(м×°С),

;

– средняя температура слоя диатомита, °С,

– коэффициент теплоотдачи от наружной кладки к воздуху, Вт/(м²×°С), для вертикальных стен принимаем =10 Вт/(м²×°С).

Принимаем температуру внутренней поверхности слоя шамота =680°С, а наружной поверхности =560°С; внутренней поверхности слоя диатомита ==560°С, а наружной поверхности =55°С. Тогда средние температуры слоев будет равны:

^оС.

Вт/(м×°С).

МДж/цикл.

Плотность теплового потока через кладку:

Вт/м².

Тогда температуры наружных поверхностей слоев шамота и диатомита составят:

°C.

При этом расхождение между полученными температурами и и ранее принятыми и составит соответственно:

Таким образом дальнейшего уточнения температур и не требуется.

Теплота, аккумулированная кладкой, состоит из теплоты, аккумулированной однослойным сводом и теплоты, аккумулированной двухслойной стенкой:

где , , - объемы слоя шамота в своде, слоя шамота в стенке и слоя диатомита в стенке, м³, принимаем

м³,

м³;

, - плотности шамота и диатомита, кг/м³,

принимаем кг/м³, кг/м³;

, , - средние теплоемкости шамота и диатомита в стенке кладки и средняя теплоемкость шамота в своде, кДж/(кг×°С),

, кДж/(кг×°С),

, - средние температуры шамота в конце и начале нагрева в кладке, °C;

, - средние температуры шамота в конце и начале нагрева в своде, °C;

, - средние температуры диатомита в конце и начале нагрева в кладке, °C;

Из расчета принимаем =20°С, =382°С, =20°С, =620°С, =20°С, =308°С.

°С.

кДж/(кг×°С).

Потери теплоты с уходящими газами:

где – теплоемкость уходящих газов при температуре , кДж/(м³×°С),

Для первого участка методической зоны для =680°С по таблице III[1] принимаем ккал/(м³×°С); ккал/(м³×°С); ккал/(м³×°С); ккал/(м³×°С).

кДж/(м³×°С).

МДж/цикл.

Неучтенные потери (механическая и химическая неполнота горения, потери через неплотности и отверстия в кладке) принимаем равными 10% от прихода теплоты, связанного со сжиганием топлива: