Файл: Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник.pdf

Таблица

4.6

Значения коэффициентов а к b

в уравнении (4.1)

to, °С

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

а

0,62

0,512

0,436

0,38

0,336

0,302

0,273

0,25

0,23

b

0,43

0,39

0,35

0,31

0,27

0,23

0,19

0,15

0,11

Во = — - — — критерий

подобия

Б о л ь ц м а н а .

Здесь г)— 0,95 — коэффициент

химического

недожога;

В — расход

топлива,

кг/ч

(см. формулу

4.25);

ср — теплоемкость

дымовых

газов,

приведенная

к

нормальны м

условиям,

кдж/м3

град;

со — константа

излучения

абсолютно

черного

тела,

кдж/м2

ч град

° К 4 ;

F — поверхность теплообмена д о точки,

в которой

определяется

температура,

° К;

s "p ~ I + 2 2t

іо—з— п

Р и

в е Д е н н а

я

степень

черноты

(где

tf—ожи-

' /

' д а е м а я

температура

в

расчетной

точке,

° С ) ;

^т—

Ѵ0(а,п—1)—

объем

дымовых

газов

от сгорания

1 кг

топли­

ва,

где

Ѵ° и Ѵ0— соответственно

объемы

дымовых

газов

от

сгорания

1 кг

топлива

и

воздуха

дл я

сго­

рания

1 кг

топлива

при коэффициенте

избыт­

ка

воздуха

a m

= l.

кг

Теоретически необходимый объем воздуха дл я

сгорания

1

топлива

определяется

по

формуле:

Ѵ0 = 0,089

+

0,033 Sp + 0,267 (V

— 90,

(4.2)

а объем

газов

от сгорания 1 кг

топлива

по формуле:

V r o = 0 , 0 1 8 5 ( ( y + 0 , 3 6 8 S ^ ) + 0 , 0 0 8 № + 0 , 7 9 7 o + 0 > 0 1 2 4

(9НР

+ W P ) ,

(4.3)

где Ср> Sp> Нр> Opi Np> Wp — процентное

содержание в топливе со­

ответственно углерода, серы, водоро­

да,

кислорода,

азота

и

влаги .

Д л я

практических

расчетов температурного

р е ж и м а

в

печах

можно

принимать

Ѵ 0 «

0 , 2 6 8 - ^ - ,

м*Ікг,

(4.4)

W Ä U

F 0 ,

м*/кг,

(4.5)

где

Qpn—низшая

теплота

сгорания

топлива,

кдж/кг,

= 338

С" +

1260 Н р

+

Ю9 (Sp

— 0 " ) .

.

(4.6)

Д л я

некоторых

видов

топлива

величина

Qptt

приведена в

табл .

4.7.

Таблица

4.7

Низшая теплота сгорания топлива

Вид

Дрова,

Торф

Торф

Подмос­

Бурый

Камен­

Антра­

куско­

топлива

\ѴР=25%

вой,

брикет­

ковный

уголь

ный

цит

ный

уголь

уголь

W^=30?6

QPU,

кдж/кг

13 800

12

600

16

750

12 600

19 700

27 200

29

300

Анализ

величин,

входящих

в уравнение

(4.1), показывает,

что

а, Ь, ср,

е п р

зависят от искомой температуры,

Ѵт ота!П,

Та о т а т

и

Q?n.

С учетом этого температура газов

может быть

представлена

в

ви­

де

зависимости:

tf.*

=fti,

(4-7)

где g —

3 2р— плотность

тепловыделения,

вт/мг.

На

рис.

4.14 зависимость

(4.7)

представлена в виде номограм ­

мы. П р я м ы е

линии

/

показывают

зависимость

температуры

газов

от плотности

тепловыделения

q, линии 2—от

коэффициента

из­

бытка

воздуха

ат

и линии

3 — от времени т.

Высокая

температура дымовых

газов в топливнике и

дымообо -

вышаться до величин, опасных в отношении

возможности самовос­

пламенения д л я древесины, тканей, бумаги

и других материалов .

Так, в выше указанных

опытах

(см. рис.

4.12)

температура на

внешней поверхности печи

против

точки

23

повышалась до 200° С,

в закрытой отступке на уровне

13

ряда

кладки —

260° С.

Н а поверхности разделки в

точках / / ,

12

и 13 температура по­

в ы ш а л а с ь соответственно

до

152,

100

и

80° С.

i - t f

= J(q);

n - t f

=

/ <*т);

Iii -

t f - f

(у

линии

1 — 10 соответствуют

температурным

кривым,

по

которым

через

2 ч

температура газов

равна 100-1000° С

Т е м п е р а т у ра на внешних поверхностях

стенок

печей tw

зави­

сит от температуры дымовых газов

t'f,

температуры

в помещении

ff,

коэффициентов теплообмена

на

внутренней

и

внешних

поверх­

ностях ai и а2 > теплопроводности

Я, теплоемкости

с

и

температуро ­

проводности а м а т е р и а л а

стенки, толщины

стенки

ô

и времени т:

tw — f(t'f,

t"f, аи

а2,

I ,

с,

а,

8,-с) .

(4.8)

5. Вычисляют

расчетный

интервал времени Дт:

Д* =

- £

р . ч.

(4.11)

6. По

уравнению (4.1)

или

номограмме (см. рис. 4.14) через

к а ж д ы й

расчетный интервал времени Дт определяют

температуру

дымовых

газов

t/.

7. Д л я к а ж д о г о интервала времени Дт вычисляют

коэффициент

поверхностью

стенки

<ц:

о, = 11,63 г 0 ' 0 0 2 3 '/

,

вт/м2

град.

(4.12)

8. По уравнению, вытекающему из

равенства

тепловых пото­

ков

по з а к о н а м

Ньютона и Фурье

д л я

крайнего

слоя,

вычисляют

температуру

на

обогреваемой

поверхности

стенки:

ty =

;

.

°С,

(4.13)

i +

^

_

где

і2

— температура

в

плоскости р а з д е л а

/

и

/ / слоев

в предыду­

щий

интервал

времени

Дт.

9.

Температура в

плоскостях

/

и // ,

/ /

и

/ / /

слоев и

т. д. нахо­

слоях

в предыдущий

интервал

времени

Дт.

Н а п р и м е р ,

; 2

=

Ц

^

; г8

=

и

Т. Д.

(4.14)

10.

Температура

на

внешней

поверхности

вначале остается

равной

t0,

а через

число

интервалов

Дт —

на

один

больше

числа

слоев,

принимается

приблизительно

равной

среднеарифметическо­

му значению температур в последнем слое

и в

помещении. В по­

следующие

интервалы

времени

она

вычисляется

по уравнению,

аналогичному

в ы р а ж е н и ю

(4.13):

t " f + - k _

t

*w =

;

Kt

• °С,

(4.15)

1

+

где

t„^i—

температура

в

предпоследнем

слое

в

предыдущий ин­

тервал

времени

Дт.

Коэффициент теплообмена а2 определяется при (tw—£/")>

60° С

по

уравнению

(4.12), в

котором

температура

tw,

и

npi\(tw—

< 6 0 ° С

по

уравнению

а2 =

4,07 y t w — t'y,

вт/м*

град .

(4.16)

При

этом

температура

tw

берется

из

результатов расчета

д л я

предыдущего

интервала

времени

Дт.