Файл: Несенчук, А. П. Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

Скачать файл (7,55Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 108

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Как видим, режим движения — турбулентный.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке рекуператора выби

раем в соответствии с графиками (рис. 10.5)
ак = 20,8 ккал/м--ч-° С (24,1	вг/лі2-°К)	(при/г.ух=	800° С,
Фг.ух= 16,5 м/сек и	гіэ=1500	лыі (1,5 и/)).
Эффективный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания топлива

Sccr.yx; = 96+20,8= 116,8 ккал/м2-ч-° С (134 вт/м2-°К).

Находим коэффициент теплоотдачи конвекцией от стенки рекуператора к на греваемому воздуху. Используя выражение (10.18), запишем

Nu/ = 0,023Re/°'s Pr/0'4.

Находим

44-0,83

Re/---------

где

4-0,245-4

*/ = 260°С; d3= -----------------=0,83 .я;

3,14-1,5

ѵ = 42,8-ІО-6 м2/сек (табл. 10.6) при 1В=260°С (ГВ= 553°К).

Т а б л . 10.6. Коэффициент кинематической вязкости сухого воздуха

Температура	/, ° С	ѵ-10в, м2/сек
0		13,7
20		15,7
40		17,6
60		19,6
80		21,7
100		23,78
150		29,55
200		35,82
250	'	42,8
300		49,9
350		57,5
400		64,9
- 500		80,4
600		98,1
800		137
Выполнив подстановку, запишем
Re =	44-0,83-10е	= 0,853-106.
Re =	42,8	= 0,853-106.
	42,8

214

К р о м е того ,	Р г / = 0,722. П ер еп и сы в аем :
	lg Nu/ = lg 0,023+0,8 lg 0,85310G+0,4 lg 0,722;
	lg Nu/ = -1,64+4,74-0,056 = 3,044;
Таи как		Nu/=1107.
Таи как		ad0
		ad0
	Nu/ =		’
TO		X	’
TO	1107-3,42
	1107-3,42	ккал/м2-ч-° C (52,8 ет/м2-0 К).
a = ------------ =45,6		ккал/м2-ч-° C (52,8 ет/м2-0 К).
	100-0,83
В соответствии с выражением		(10.14) определяем коэффициент теплопередачи
рекуператора	45,6-116,8
k =	45,6-116,8			вт/лі2-°К).
k =	-----------------=32,8 ккал/м2-ч-° С (38			вт/лі2-°К).
	45,6+116,8
Безразмерная температура
	0 в =	500-20
	0 в =	— :--------- =0,49.
		1000—20
		W,г.ух	= 1,38,	по графикам (рис. 10.9)
Используя значения 0'в= 0,49		и т) ■ W,	= 1,38,	по графикам (рис. 10.9)
определяем приведенную поверхность рекуператора
		kF
		= 0,86.
Подставляя значения k и И7„, будем иметь
	0,86-1,74-3600		164 м2.
	F = --------------------- =		164 м2.
		32,8
Высота секции рекуператора
		1,64
	1 = -------------=34,8 м.
	3,14-1,5
В заключение нужно отметить, что принятая ранее компоновка поверхности
нагрева секции рекуператора вполне устраивает.
10.3.2.	Рассчитать поверхность нагрева рекуператора для подогрева домен
ного газа с теплотворной способностью QHp=890 ккал/нм3. Трубчатый подогрева
тель топлива установлен за воздушным рекуператором.				Причем температура про

дуктов сгорания топлива перед газовым рекуператором /г.ух= 680°С. Температуры доменного газа до и после рекуператора соответственно равны 20 и 300° С.

Расход доменного газа через рекуператор составляет Кг=8000 нм3/ч. Коэф фициент избытка воздуха перед газовым рекуператором а=1,35.

Предварительно выбираем двухсекционный петлевой трубчатый рекуператор, состоящий из пучка коридорно расположенных труб 57/49 мм. Число рядов труб по ходу и поперек хода дымовых газов соответственно равно 14 н 22. Продольный и поперечный шаг принимаем одинаковым и равным 100 мм (si = S 2=100 мм).

215

Р а с х о д п р о д у к т о в сго р ан и я

	Рг.Ух =	y j	Ѵі -8000= 1,825-8000= 14600 им3/ч			(4,07 нм3/сек).
	і	= 1
	Задаемся скоростями доменного газа и продуктов сгорания топлива щ,.= 7,6
и wr.yx = 2 м/сек.
	Подсчитываем средние температуры доменного газа и дыма						в области реку
ператора:
-	20+300		-	_	680+500	-	863°К))
+ =	------------ =160		(Гг= 433)	и /г.ух=	------ =590°С	(7',.ух =	863°К))

где температурой дымовых газов /"г.уХ предварительно задаемся, она равна 500° С (//3 К ).

Выбираем теплоемкость:
		с / =0,33		и	с /	=	0,365 ккал/нм3■° С.
			г		г.ух
Рассчитываем водяные эквиваленты:
				U+=	8000-0,33
				U+=	-------------3600			=0,735
					-------------3600
	И7г.уХ=		14600-0,365			ккал/° С-сек (6,2 кдж/° К.• сек).
	И7г.уХ=		------------	=1,48		ккал/° С-сек (6,2 кдж/° К.• сек).
Принимаем іу =			0,85, тогда
			0	П+.ух	= 0,85			1,48
			0	lt+	= 0,85		---------	= 1,72.
По формуле				lt+			0,735
По формуле
і"	_і	___	t r —l/	=	680	300-20
Lг.ух — іг.ух				=	680			=517° С (Г"г.уХ= 790°К).
			П+.у.Х					1,72
Следовательно,			Wr
Следовательно,			-	680+517
			-	680+517			- 600° С (873° К ).
			+ ух -	-------------			- 600° С (873° К ).
Как видим, вносить поправку на ср'							в связи с изменением /г.уХ нет нужды.
К дальнейшему расчету принимаем /г.уХ=							600° С (873° К).		10.2):
Средняя длина луча со стороны продуктов сгорания (табл.									10.2):
			/ =	3,5+	/ =	3,5-0,057 = 0,2 м.
Поправка		на	коэффициент		избытка			воздуха (а=1,35)	в соответствии
с рис. 10.4 п= 0,86.
Приведенная длина луча
				/а =	0,2-0,86 =			0,172 м.

Определяем парциальное давление углекислоты и водяных паров, содержа щихся в продуктах сгорания топлива, при а=1,35:

216

	рсо	0,382
	рсо	= --------=0,214
	2	1,82
	it	0,045
	рн,о =	0,045
	рн,о =	-------- =0,025 ата.

-1,82

Произведения pla запишутся:

(р[а) с0 о = 0,214 • 0,172 = 0,0368

(pla) и 2о = 0,025 • 0,172 = 0,0043 ата■м.

Для средней температуры дымовых газов + Ух= 600°С (873° К) находим значения (рис. 5.1—5.3):

есо„ = 0,085; еи 2о = 0,016; ß = 1,0.

Степень черноты продуктов сгорания в области рекуператора

ег.у* = 0,085+0,016 = 0,101.

Находим величины Тг.у% и Гст, используя формулы (10.16) и (10.17):

TV.ух = 273+600 = 873

TcT = 273-f

Коэффициент теплоотдачи излучением а л от газов к стенке трубки рекупе ратора

а л = 4-0,101	= 49,5 ккал/м--ч-° С (57,5 вт/мг ° К).
	600-160

Совершенно очевидно, что в области рекуператора течение дымовых газов — турбулентное. В связи с этим коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке пучка выбираем по рис. 10.6

a,t= 38 ккал/мг-ч-° С (44 вт/мг-° К).

Эффективный коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубки пучка

2 а г ух = 49,5 + 38 = 87,5 ккал/м2-ч-°С (101,5 вт/м--° К).

Находим коэффициент теплоотдачи конвекцией от трубки к нагреваемому доменному газу (рис. 10.8)

а к= 29 ккал/м2-ч-° С (33,6 ег/и(2-°К)'.

Коэффициент теплопередачи рекуператора

217

Р а с сч и ты в а ем б е зр а зм ер н у ю т е м п е р ат у р у
300-20	0,425.
#г= --------- =	0,425.
680-20
ІРг	= 1,72, по графикам (рис. 10.11)
Используя значения дг=0,425 и г]	= 1,72, по графикам (рис. 10.11)
IK-

выбираем относительную поверхность нагрева рекуператора

= 0,65.

11+

Подставляя к и И+, будем иметь

0,65-0,735-3600

F =

= 79 ж2.

21,8

В соответствии с принятыми значениями d, si и Sa, а также wr и гог.ух можно найти число и длину отдельной трубки рекуператора.

10.3.3. Определить температуру подогрева воздуха в чугунном рекуперат ном воздухоподогревателе (рис. 10.1). Рекуператор собран из элементов с одно сторонними иглами. Длина элемента 1385 жж. Живые сечения для прохода воздуха

ипродуктов сгорания соответственно равны (рис. 10.2 и табл. 10.1) 0,008-20=0,16

и0,067-10 = 0,67 мг. Скорости воздуха и газов 6 и 3 м/сек. Температура дымовых

газов /г.ух=900, а воздуха /в = 20° С. Общая поверхность нагрева рекуператора составляет 0,425-40=17 м2.

Коэффициент избытка воздуха с учетом присосов равен 1,35. В качестве топ лива используется природный газ с теплотворной способностью 8350 ккал/нм3.

Для температур /„' = 20 и /г.ух = 900°С выбираем по табл. 8.1 и 8.2,

Ср' =0,30 и с? =0,366 ккал/нм3-0С.

вг.ух

Определяем водяные эквиваленты:

\ѴВ=	0,16 -6 -0,30 = 0,288		и	117г.ух =	0,67-3-0,366=0,735.
Принимая г)= 0,85, записываем
	■п	И+.уХ		0,735	=	2,15.
		=	0,85		=	2,15.
		11+		0,288
Средняя длина луча дымовых газов
где		/ = 3,5do=	3,5 • 0,1 = 0,35			At,
где		4(64-217)
		4(64-217)		= 99 мм (0,09 ж);
		2(64+217)		= 99 мм (0,09 ж);
		2(64+217)
		da =		0,1 м.
Подставляя,	будем иметь
		/=3,5-0,1=0,35 м.
Поправка на	коэффициент расхода			воздуха		определяется в соответствии
с рис. 10.4:		а =0,74.
		а =0,74.

218

Смотрите также файлы

Пешков, Г. Ф. Управление производством (формы, методы, технические средства).pdf

Полупроводниковые детекторы в дозиметрии ионизирующих излучений..pdf

Попков, В. И. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов.pdf

Попов, Н. Н. Динамический расчет железобетонных конструкций.pdf

Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник..pdf

Файл: Несенчук, А. П. Тепловые расчеты пламенных печей для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно