Тепловой расчет камерной садочной печи, страница 9

Определим среднюю температуру дымовых газов:

Скорость дымовых газов при температуре  ℃ рассчитаем по формуле:

 =  ∙ (1+) =  4,64 (м/с)

Принимаем коэффициент кинематической вязкости 𝜈 = 222 ∙ /с

Число Рейнольдса рассчитаем по формуле:

=  =  = 10450,5

Плотность дымовых газов рассчитаем по формуле:

 =  =  =  0,24(кг/)

Принимаем поправочный коэффициент 𝒜 = 5,2

Определим коэффициент теплоотдачи конвекцией:

= 1.163 ∙ 𝒜  = 1.163 ∙ 5,2 ∙  =

= 3,75 (Вт/)

Определим коэффициенты теплоотдачи дымовых газов лучеиспусканием.

Определим эффективную толщину излучающего слоя:

 = 0.9 ∙ 0,5  =  0,45 (м)

Содержание C%, 12,3% берем из расчета горения топлива.

Принимаем температуру стенки рекуператора внизу (вход дымовых газов) 1188℃ и вверху (выход дымовых газов) 275℃.

Получаем для углекислоты:

∙ = 17,6 ∙ 0,45=0,079 (ат.∙м)

Получаем для водяных паров:

∙ = 0,12 ∙ 0,45 = 0,054(ат.∙м)

Определяем степень черноты излучения углекислоты = 0,05, при температуре дымовых газов 1348 ℃.

Определяем условную степень черноты излучения водяных паров без поправки на их, парциальное давление  = 0,07, при tд’ = 1348℃.

Определяем поправочный множитель β для получения степени черноты водяных паров:

= 1,1,

Определяем поправочный коэффициент ℳ=240 исходя из зависимости ℳ от температуры дымовых газов (1348 ℃) и стенки рекуператора (1188 ℃).

Определяем коэффициент теплоотдачи дымовых газов лучеиспусканием (низ рекуператора):

= 1,163 ∙ ℳ ()=1,163 ∙ 600( 0,07+0,05) = 83,7(Вт/)

Определяем степень черноты излучения углекислоты = 0,094, при температуры дымовых газов 1188℃.

Определяем условную степень черноты излучения водяных паров без поправки на их парциальное давление =0,1, при tд’’=1188℃.

Определяем поправочный множитель β для получения степени черноты водяных паров:

=1,1

Определяем поправочный коэффициент ℳ=135 исходя из зависимости ℳ от температуры дымовых газов (1188℃) и стенки рекуператора (275℃).

Определяем коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием для верха рекуператора:

= 1.63 ∙ ℳ ()= 1.63 ∙ 240 (0,1+0,088)=51  (Вт/∙℃)

Средний коэффициент теплоотдачи находим логарифмированием:

=  =  =67,4  (Вт/)

Определяем коэффициент теплоотдачи дымовых газов лучеиспусканием:

=  ∙ 1.25 =67,4 · 1,25  (Вт/)

Общий коэффициент теплоотдачи на дымовой стороне:

 = 3,75+ 84,25=88 (Вт/∙℃)

Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к воздуху рассчитываем по формуле:

 15,54(м²)

Определим поверхность нагрева радиационного рекуператора:

()

Определяем высоту цилиндра рекуператора:

(м)

5.1.4 Максимальная температура стенки рекуператора

Учитывая излучение предрекуператорного пространства, увеличиваем коэффициент теплоотдачи излучением на 40%.

α_д= α_луч^низ·1,4+ α_к=83,7·1,4+3,75=121(Вт/м^2оС)

Составим пропорции:

 

 

Отсюда:  

5.1.5  Схема изображения радиационного рекуператора

Рисунок  9 – Щелевой радиационный рекуператор. Устройство компенсатора с воздушной кольцевой коробкой

5.2 Расчет высоты трубы

Находим площадь сечения устья трубы, принимая скорость движения дыма в устье равной 3м/с:

(м²)

Определяем диаметр устья:

(м)

Принимаем =0,8 м

Диаметр основания трубы находи из соотношения:

d₁=1,5·=1,2 (м)

Скорость движения дымовых газов в основании трубы рассчитываем по формуле:

(м/с)

Определяем скорость движения дымовых газов в устье трубы:

Принимаем Н=5 м

Падение температуры для кирпичной трубы принимаем 1,25 ˚К

Из предыдущих расчетов  Т_г1 = 1188˚С = 1461 К

Определяем температуру газов в устье трубы:

Определяем среднюю температуру газа:

˚С

Средний диаметр трубы рассчитываем по формуле:

м

Средняя скорость движения дымовых газов в трубе рассчитываем по формуле:

где   - средняя площадь трубы

м²

Коэффициент трения λ для кирпичных труб принимаем 0,05

Определяем высоту трубы:

По санитарным нормам принимаем  H=16м