Основы теплового расчета энерготехнологического агрегата (камера радиационного охлаждения)

Июль 22, 2022

Главная
Разное
Основы теплового расчета энерготехнологического агрегата (камера радиационного охлаждения)

Содержание

3. Камера радиационного охлаждения (КРО) представляет из себя газоход, полностью экранированный по всей образующей боковой поверхности. Цель
4. Исходные данные для расчета: начальная температура дымовых газов , 0С; расход куб. метров в час (при
5. Расчет теплопередачи Расчет теплопередачи осуществляют последовательно по ходу движения дымовых газов. Оценивая площадь тепловоспринимающей поверхности и
6. Расчет теплопередачи Упрощая расчет, допускаем, что количество дымовых газов с учетом подсоса воздуха в среднем по
7. Расчет теплопередачи Действительный (с учетом средней температуры) расход дымовых газов Vд для рассчитываемого участка определим по
8. Расчет теплопередачи Средняя скорость дымовых газов в рассматриваемом сечении КРО составит Учитываем, что скорость движения газов
9. Расчет теплопередачи Количество тепла, переданное газами паро-водяной смеси, составит:
10. Расчет теплопередачи Среднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют по следующей зависимости:
11. Расчет теплопередачи При расчете среднелогарифмической разности температур в КРО следует обратить внимание на то, что температура
12. Расчет теплопередачи Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:
13. Расчет теплопередачи Рекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на незагрязненных газах (γ=0). Если
14. Коэффициент теплоотдачи излучением
15. Степень черноты газов и коэффициент поглощения газового объема
16. Теплосодержание газов i от температуры
17. Определение паропроизводительности КРО В соответствии с таблицей теплосодержания газов от температуры определяем уравнение теплосодержания для заданной
18. Определение паропроизводительности КРО После определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первом по ходу движения газов
19. Воспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению энтальпии iд″ определяют температуру за элементом поверхности
20. Определение паропроизводительности КРО В последнюю очередь определяют паропроизводительность КРО: где Q – тепловой поток, переданный от
21. Расчет конвективных секций Планируется после камеры радиационного охлаждения установить одну либо две конвективных испарительных секции. Их
23. Расчет теплопередачи осуществляют последовательно в отдельных секциях по ходу движения дымовых газов. Оценивая площадь тепловоспринимающей поверхности
24. Расчет теплопередачи Средняя скорость дымовых газов в рассматриваемой секции составит где площадь для прохода дымовых газов
25. Количество тепла, переданное газами паро-водяной смеси (в испарительных секциях), составит:
26. Расчет теплопередачи Среднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют по следующей зависимости:
27. Расчет теплопередачи При расчете среднелогарифмической разности температур в секции следует обратить внимание на то, что температура
28. Расчет теплопередачи Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:
29. Расчет теплопередачи Рекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на незагрязненных газах (γ=0). Если
30. Для определения конвективной составляющей αдк сначала вычисляют безразмерный параметр р: p=(S1-d)/(S-d), где S1 – поперечный шаг
31. При шахматном расположении труб для конвективного коэффициента теплоотдачи имеем следующую зависимость при р≥0,7: при р
32. где λ - коэффициент теплопроводности дымовых газов, Вт/(м·К); v - коэффициент кинематической вязкости дымовых газов, м2/с;
33. Зависимость теплофизических свойств дымовых газов среднего состава от температуры
34. Зависимость теплофизических свойств дымовых газов среднего состава от температуры
35. Коэффициент теплоотдачи излучением
36. Степень черноты газов и коэффициент поглощения газового объема
37. Для определения эффективной толщины излучающего слоя вначале необходимо рассчитать параметр ps=(S1+S2)/d. Если ps≤7, то В случае,
38. Определение паропроизводительности После определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первой по ходу движения газов секции,
39. Определение паропроизводительности секции Воспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению энтальпии iд″ определяют температуру
40. Определение паропроизводительности секции В последнюю очередь определяют паропроизводительность секции:
41. Расчет рекуператора Расчет рекуператора будем проводить, располагая данными по температуре дымовых газов перед рекуператором и температуре
42. Расчет рекуператора Оценим неизвестный нам пока расход воздуха через известный расход продуктов сгорания: Нам известно, что
43. Расчет рекуператора Определим количество теплоты, уносимое продуктами сгорания из рекуператора: По величине и расходу продуктов сгорания
45. Расчет рекуператора Теперь мы располагаем всеми данными для расчета среднелогарифмической разности температур. Помним, что в петлевом
46. Расчет рекуператора
47. Расчет рекуператора Для предварительного выбора секции необходимо определить площадь для прохода воздуха ωв и продуктов сгорания
48. Расчет рекуператора Методика определения конвективного и лучистого коэффициентов теплоотдачи для дымовых газов такая же, как и
49. Теплофизические свойства воздуха при атмосферном давлении
50. Расчет рекуператора Рассчитав число Нуссельта, определяем конвективный коэффициент для воздуха: Определив коэффициент теплопередачи, сможем определить уточненное
52. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Камера радиационного охлаждения (КРО) представляет из себя газоход, полностью экранированный по

всей образующей боковой поверхности. Цель расчета – определить геометрические размеры агрегата, рассчитать паропроизводительность при известных параметрах насыщенного пара.

Слайд 4

Исходные данные для расчета:
начальная температура дымовых газов , 0С;

расход куб. метров в час (при н.у.);
подсос воздуха составит П, доли ед.
Состав отходящих газов: a% диоксида углерода, b% водяных паров, c% кислорода, остальное азот. Давление получаемого пара P нп, МПа.

Слайд 5

Расчет теплопередачи
Расчет теплопередачи осуществляют последовательно по ходу движения дымовых газов.
Оценивая

площадь тепловоспринимающей поверхности и учитывая, что температура входящих в элемент КРО дымовых газов известна, произвольно принимают их температуру после определенного участка tдк.
Тогда средняя температура газов при движении через рассчитываемый участок составит:

Слайд 6

Расчет теплопередачи
Упрощая расчет, допускаем, что количество дымовых газов с учетом подсоса

воздуха в среднем по КРО будет равно:

Слайд 7

Расчет теплопередачи
Действительный (с учетом средней температуры) расход дымовых газов Vд для

рассчитываемого участка определим по следующей зависимости:

Слайд 8

Расчет теплопередачи
Средняя скорость дымовых газов в рассматриваемом сечении КРО составит
Учитываем,

что скорость движения газов при н.у. не должна превышать 2…3 м/с.

Слайд 9

Расчет теплопередачи
Количество тепла, переданное газами паро-водяной смеси, составит:

Слайд 10

Расчет теплопередачи
Среднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют

по следующей зависимости:

Слайд 11

Расчет теплопередачи
При расчете среднелогарифмической разности температур в КРО следует обратить внимание

на то, что температура нагреваемой среды (пароводяной смеси) не изменяется и зависит от давления в барабане-сепараторе.

Слайд 12

Расчет теплопередачи
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:

Слайд 13

Расчет теплопередачи
Рекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на

незагрязненных газах (γ=0). Если КРО установлена за плавильной печью, то γ=0,003 -0,005 (м2*К)/Вт.
Коэффициент рекомендуется принять равным 5…10% от

Слайд 14

Коэффициент теплоотдачи излучением

Слайд 15

Степень черноты газов и коэффициент поглощения газового объема

Слайд 16

Теплосодержание газов i от температуры

Слайд 17

Определение паропроизводительности КРО
В соответствии с таблицей теплосодержания газов от температуры определяем

уравнение теплосодержания для заданной газовой смеси (используем свойство аддитивности).

Слайд 18

Определение паропроизводительности КРО
После определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первом

по ходу движения газов элементе КРО, уточняют значение принятой температуры. По уравнению теплового баланса находят энтальпию продуктов сгорания iд″ за элементом поверхности нагрева:
где ξ=0,9 - 0,95 - коэффициент сохранения тепла;
iд′ - энтальпия продуктов сгорания до рассчитываемого элемента поверхности нагрева, кДж/м3;

Слайд 19

Воспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению энтальпии iд″

определяют температуру за элементом поверхности нагрева. Если полученная температура отличается от принятой более чем на величину заданной погрешности, то задаются новым значением температуры и заново рассчитывают теплопередачу в элементе КРО.

Слайд 20

Определение паропроизводительности КРО
В последнюю очередь определяют паропроизводительность КРО:
где Q – тепловой

поток, переданный от газов к пароводяной смеси в КРО;
i’’ – удельная энтальпия насыщенного водяного пара при заданном давлении, Дж/кг.

Слайд 21

Расчет конвективных секций
Планируется после камеры радиационного охлаждения установить одну либо две

конвективных испарительных секции. Их характеристики приведены ниже.

Слайд 22

Слайд 23

Расчет теплопередачи осуществляют последовательно в отдельных секциях по ходу движения дымовых

газов.
Оценивая площадь тепловоспринимающей поверхности и учитывая, что температура входящих в секцию дымовых газов известна, произвольно принимают их температуру после секции tдк.
Тогда средняя температура газов при движении через рассчитываемую секцию составит:

Слайд 24

Расчет теплопередачи
Средняя скорость дымовых газов в рассматриваемой секции составит
где площадь

для прохода дымовых газов берут из таблицы конструктивной характеристики выбранной секции.

Слайд 25

Количество тепла, переданное газами паро-водяной смеси (в испарительных секциях), составит:

Слайд 26

Расчет теплопередачи
Среднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют

по следующей зависимости:

Слайд 27

Расчет теплопередачи
При расчете среднелогарифмической разности температур в секции следует обратить внимание

Слайд 28

Расчет теплопередачи
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:

Слайд 29

Расчет теплопередачи
Рекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на

незагрязненных газах (γ=0). Если секция установлена за плавильной печью, то γ=0,003…0,005 (м2·К)/Вт.

Слайд 30

Для определения конвективной составляющей αдк сначала вычисляют безразмерный параметр р:
p=(S1-d)/(S-d),
где

S1 – поперечный шаг труб, м;
S=(0,25·S1+S2)0,5 – диагональный шаг труб, м;
d – наружный диаметр труб, м;
S2 – продольный шаг труб, м.

Слайд 31

При шахматном расположении труб для конвективного коэффициента теплоотдачи имеем следующую зависимость

при р≥0,7:
при р<0,7

Слайд 32

где λ - коэффициент теплопроводности дымовых газов, Вт/(м·К);
v - коэффициент кинематической

вязкости дымовых газов, м2/с;
w - действительная скорость дымовых газов, м/с;
Рr - число Прандтля для дымовых газов;
Сz - поправка на число рядов труб Z2 в направлении движения дымовых газов. Рекомендуется принимать Cz=0,95 при Z2 от 5 до 9, Cz =0,98 при Z2 от 10 до 19, Cz =1 при Z2 свыше 20.

Слайд 33

Зависимость теплофизических свойств дымовых газов среднего состава от температуры

Слайд 34

Зависимость теплофизических свойств дымовых газов среднего состава от температуры

Слайд 35

Коэффициент теплоотдачи излучением

Слайд 36

Степень черноты газов и коэффициент поглощения газового объема

Слайд 37

Для определения эффективной толщины излучающего слоя вначале необходимо рассчитать параметр ps=(S1+S2)/d.

Если ps≤7, то
В случае, когда 7

Слайд 38

Определение паропроизводительности
После определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первой по

ходу движения газов секции, уточняют значение принятой температуры. По уравнению теплового баланса находят энтальпию продуктов сгорания iд″ за элементом поверхности нагрева:
где ξ=0,9 - 0,95 - коэффициент сохранения тепла;
iд′ - энтальпия продуктов сгорания до рассчитываемого элемента поверхности нагрева, кДж/м3;

Слайд 39

Определение паропроизводительности секции
Воспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению

энтальпии iд″ определяют температуру за элементом поверхности нагрева. Если полученная температура отличается от принятой более чем на величину заданной погрешности, то задаются новым значением температуры и заново рассчитывают теплопередачу в секции.

Слайд 40

Определение паропроизводительности секции
В последнюю очередь определяют паропроизводительность секции:

Слайд 41

Расчет рекуператора
Расчет рекуператора будем проводить, располагая данными по температуре дымовых газов

перед рекуператором и температуре воздуха до и после рекуператора.
Пользуемся уравнением теплопередачи (через известную площадь теплообмена F)
и уравнением теплового баланса

Слайд 42

Расчет рекуператора
Оценим неизвестный нам пока расход воздуха через известный расход продуктов

сгорания:
Нам известно, что печь отапливается природным газом. Для этого топлива примерное значение составит 11,5…12 (с учетом подсоса воздуха можно принять максимальное значение). Тогда определим расход топлива и по формуле
оценим расход воздуха ( )

Слайд 43

Расчет рекуператора
Определим количество теплоты, уносимое продуктами сгорания из рекуператора:
По величине и

расходу продуктов сгорания определим вначале энтальпию, а затем и температуру отходящих из рекуператора газов.
Для этого надо установить зависимость между теплосодержанием и температурой для дыма среднего состава.

Слайд 44

Слайд 45

Расчет рекуператора
Теперь мы располагаем всеми данными для расчета среднелогарифмической разности температур.

Помним, что в петлевом металлическом рекуператоре реализована противоточная схема теплообмена. Поправку на перекрестный ток в данном расчете делать не будем.
Из таблицы выбираем для расчета одну из секций. В общем случае секции можно соединять последовательно и параллельно.

Слайд 46

Расчет рекуператора

Слайд 47

Расчет рекуператора
Для предварительного выбора секции необходимо определить площадь для прохода воздуха

ωв и продуктов сгорания ωд из расчета средних скоростей движения дыма 2…3 м/с и воздуха 8…12 м/с (при н.у.!):
Далее определяем коэффициент теплопередачи.

Слайд 48

Расчет рекуператора
Методика определения конвективного и лучистого коэффициентов теплоотдачи для дымовых газов

такая же, как и для конвективной секции (см. слайды 27…38). Для определения конвективной составляющей теплоотдачи от стенки трубы к воздуху вначале рассчитаем число Нуссельта:
Не следует забывать, что при определении числа Рейнольдса скорость воздуха должна быть определена при рабочих условиях. Теплофизические характеристики воздуха приведены в таблице.

Слайд 49

Теплофизические свойства воздуха при атмосферном давлении

Слайд 50

Расчет рекуператора
Рассчитав число Нуссельта, определяем конвективный коэффициент для воздуха:
Определив коэффициент теплопередачи,

сможем определить уточненное значение площади теплообменной поверхности F’. Если значения F и F’ значительно расходятся, можно выбрать другую секцию или перекомпоновать рекуператор. Если ошибка невелика, уточняем температуру подогрева воздуха, применяя метод поиска решения (целевая ячейка F- F’, подбираемое значение температура воздуха).

Основы теплового расчета энерготехнологического агрегата (камера радиационного охлаждения)

Содержание

Камера радиационного охлаждения (КРО) представляет из себя газоход, полностью экранированный по

Исходные данные для расчета: начальная температура дымовых газов , 0С;

Расчет теплопередачиРасчет теплопередачи осуществляют последовательно по ходу движения дымовых газов. Оценивая

Расчет теплопередачиУпрощая расчет, допускаем, что количество дымовых газов с учетом подсоса

Расчет теплопередачиДействительный (с учетом средней температуры) расход дымовых газов Vд для

Расчет теплопередачиСредняя скорость дымовых газов в рассматриваемом сечении КРО составит Учитываем,

Расчет теплопередачиКоличество тепла, переданное газами паро-водяной смеси, составит:

Расчет теплопередачиСреднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют

Расчет теплопередачиПри расчете среднелогарифмической разности температур в КРО следует обратить внимание

Расчет теплопередачиКоэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:

Расчет теплопередачиРекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на

Коэффициент теплоотдачи излучением

Степень черноты газов и коэффициент поглощения газового объема

Теплосодержание газов i от температуры

Определение паропроизводительности КРОВ соответствии с таблицей теплосодержания газов от температуры определяем

Определение паропроизводительности КРОПосле определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первом

Воспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению энтальпии iд″

Определение паропроизводительности КРОВ последнюю очередь определяют паропроизводительность КРО:где Q – тепловой

Расчет конвективных секцийПланируется после камеры радиационного охлаждения установить одну либо две

Расчет теплопередачи осуществляют последовательно в отдельных секциях по ходу движения дымовых

Расчет теплопередачиСредняя скорость дымовых газов в рассматриваемой секции составит где площадь

Количество тепла, переданное газами паро-водяной смеси (в испарительных секциях), составит:

Расчет теплопередачиСреднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют

Расчет теплопередачиПри расчете среднелогарифмической разности температур в секции следует обратить внимание

Расчет теплопередачи Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:

Расчет теплопередачиРекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на

Для определения конвективной составляющей αдк сначала вычисляют безразмерный параметр р:p=(S1-d)/(S-d), где

При шахматном расположении труб для конвективного коэффициента теплоотдачи имеем следующую зависимость

где λ - коэффициент теплопроводности дымовых газов, Вт/(м·К);v - коэффициент кинематической

Зависимость теплофизических свойств дымовых газов среднего состава от температуры

Зависимость теплофизических свойств дымовых газов среднего состава от температуры

Коэффициент теплоотдачи излучением

Степень черноты газов и коэффициент поглощения газового объема

Для определения эффективной толщины излучающего слоя вначале необ­ходимо рассчитать параметр ps=(S1+S2)/d.

Определение паропроизводительностиПосле определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первой по

Определение паропроизводительности секцииВоспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению

Определение паропроизводительности секцииВ последнюю очередь определяют паропроизводительность секции:

Расчет рекуператораРасчет рекуператора будем проводить, располагая данными по температуре дымовых газов

Расчет рекуператораОценим неизвестный нам пока расход воздуха через известный расход продуктов

Расчет рекуператораОпределим количество теплоты, уносимое продуктами сгорания из рекуператора:По величине и

Расчет рекуператораТеперь мы располагаем всеми данными для расчета среднелогарифмической разности температур.

Расчет рекуператора

Расчет рекуператораДля предварительного выбора секции необходимо определить площадь для прохода воздуха

Расчет рекуператораМетодика определения конвективного и лучистого коэффициентов теплоотдачи для дымовых газов

Теплофизические свойства воздуха при атмосферном давлении

Расчет рекуператораРассчитав число Нуссельта, определяем конвективный коэффициент для воздуха:Определив коэффициент теплопередачи,

Похожие презентации

Исходные данные для расчета:
начальная температура дымовых газов , 0С;

Расчет теплопередачи
Расчет теплопередачи осуществляют последовательно по ходу движения дымовых газов.
Оценивая

Расчет теплопередачи
Упрощая расчет, допускаем, что количество дымовых газов с учетом подсоса

Расчет теплопередачи
Действительный (с учетом средней температуры) расход дымовых газов Vд для

Расчет теплопередачи
Средняя скорость дымовых газов в рассматриваемом сечении КРО составит
Учитываем,

Расчет теплопередачи
Количество тепла, переданное газами паро-водяной смеси, составит:

Расчет теплопередачи
Среднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют

Расчет теплопередачи
При расчете среднелогарифмической разности температур в КРО следует обратить внимание

Расчет теплопередачи
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:

Расчет теплопередачи
Рекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на

Определение паропроизводительности КРО
В соответствии с таблицей теплосодержания газов от температуры определяем

Определение паропроизводительности КРО
После определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первом

Определение паропроизводительности КРО
В последнюю очередь определяют паропроизводительность КРО:
где Q – тепловой

Расчет конвективных секций
Планируется после камеры радиационного охлаждения установить одну либо две

Расчет теплопередачи
Средняя скорость дымовых газов в рассматриваемой секции составит
где площадь

Расчет теплопередачи
Среднелогарифмическую разность температур между дымовыми газами и нагреваемой средой определяют

Расчет теплопередачи
При расчете среднелогарифмической разности температур в секции следует обратить внимание

Расчет теплопередачи
Коэффициент теплопередачи рассчитывают по следующей зависимости:

Расчет теплопередачи
Рекомендуют не учитывать влияние термического сопротивления отложений при работе на

Для определения конвективной составляющей αдк сначала вычисляют безразмерный параметр р:
p=(S1-d)/(S-d),
где

где λ - коэффициент теплопроводности дымовых газов, Вт/(м·К);
v - коэффициент кинематической

Для определения эффективной толщины излучающего слоя вначале необходимо рассчитать параметр ps=(S1+S2)/d.

Определение паропроизводительности
После определения количества тепла, переданного продуктами сгорания в первой по

Определение паропроизводительности секции
Воспользовавшись построенной i - t диаграммой, по вычисленному значению

Определение паропроизводительности секции
В последнюю очередь определяют паропроизводительность секции:

Расчет рекуператора
Расчет рекуператора будем проводить, располагая данными по температуре дымовых газов

Расчет рекуператора
Оценим неизвестный нам пока расход воздуха через известный расход продуктов

Расчет рекуператора
Определим количество теплоты, уносимое продуктами сгорания из рекуператора:
По величине и

Расчет рекуператора
Теперь мы располагаем всеми данными для расчета среднелогарифмической разности температур.

Расчет рекуператора
Для предварительного выбора секции необходимо определить площадь для прохода воздуха

Расчет рекуператора
Методика определения конвективного и лучистого коэффициентов теплоотдачи для дымовых газов

Расчет рекуператора
Рассчитав число Нуссельта, определяем конвективный коэффициент для воздуха:
Определив коэффициент теплопередачи,