Промишлена топлоенергетика

Курсова работа

Тема: „Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации“

Задача за курсовата работа „Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации“

Въведение

Целта на тази курсова работа е аеродинамичното изчисляване на котелна инсталация. За организиране на горивния процес котелните агрегати са оборудвани с устройства за тяга: вентилатори, подаващи въздух към горивната камера, димоотводи за отстраняване на димните газове от котела, както и комин, монтиран, като правило, общ за всички котелни агрегати. Съвременните котелни агрегати имат индивидуални димососи и вентилатори.

За да изберете теглещи устройства, се извършва аеродинамично изчисление на котелния агрегат, който се състои от две части. Първо се изчислява въздушният път на котелния агрегат. След това изчисление се извършва изборът на вентилатор. Втората част включва изчисляване на пътя на газа. Основната задача на това изчисление е изборът на димоотвод и комин.

Изходните данни за извършване на аеродинамичното изчисление са резултатите от топлинното изчисление, което предхожда аеродинамичното изчисление.

1. Теоретична част

Котелна инсталация е комплекс от устройства, разположени в специални помещения и използвани за преобразуване на химическата енергия на горивото в топлинна енергия на пара или гореща вода. Всяка котелна инсталация се състои от отделни елементи - устройства. Някои устройства са основни и котелното помещение не може да функционира без тях, други могат да се нарекат допълнителни и без тях инсталацията ще работи, но с по-висок разход на гориво и следователно с по-ниска ефективност; трети са механизми и устройства, които изпълняват спомагателни функции.

Основните елементи на котелното помещение включват:

· котли, пълни с вода и загрявани от топлина от изгаряне.

Котелът е топлообменно устройство, в което топлината от горещи продукти на горенето се прехвърля на вода. В резултат на това водата се превръща в пара в парни котли и се нагрява до необходимата температура във водогрейни котли.

· пещи, в които се изгаря гориво и се получават нагрети до високи температури димни газове.

Горивното устройство се използва за изгаряне на гориво и преобразуване на неговата химическа енергия в топлината на нагретите газове. Захранващите устройства (помпи, инжектори) са предназначени за подаване на вода към котела.

· димоотводи, през които се движат димните газове и при контакт със стените на котела отдават топлината си на последните;

· комини, с помощта на които димните газове се движат през димоотводи и след това след охлаждане се отвеждат в атмосферата.

Без изброените елементи дори и най-простата котелна инсталация не може да работи.

Спомагателните елементи на котелното помещение включват:

· устройства за връщане на гориво и прахоподготовка;

· пепелоуловители, използвани при изгаряне на твърди горива и предназначени за почистване на отработените димни газове и подобряване на състоянието на атмосферния въздух в близост до котелното помещение;

· вентилатори, необходими за подаване на въздух към пещта на котела;

· вентилатори за димоотвеждане, които увеличават тягата и по този начин намаляват размера на комина;

· захранващи устройства (помпи), необходими за подаване на вода към котлите;

· устройства за пречистване на захранващата вода, които предотвратяват образуването на котлен камък в котлите и тяхната корозия;

· водният економайзер се използва за загряване на захранващата вода преди постъпване в котела;

· въздухонагревателят е предназначен да загрява въздуха преди да влезе в пещта с горещи газове, напускащи котелния агрегат;

· устройства за термоконтрол и автоматизация, които осигуряват нормална и непрекъсната работа на всички части на котелното помещение.

Котелните инсталации в зависимост от вида на консуматора се разделят на енергийни, производствени и отоплителни и отоплителни. В зависимост от вида на произвежданата охлаждаща течност те се разделят на пара (за генериране на пара) и гореща вода (за производство на гореща вода).

Електрическите котелни централи произвеждат пара за парни турбини в топлоелектрически централи. Такива котелни обикновено са оборудвани с котелни агрегати с висока и средна мощност, които произвеждат пара с повишени параметри.

Индустриалните отоплителни котелни системи (обикновено парни) произвеждат пара не само за промишлени нужди, но и за отопление, вентилация и захранване с топла вода.

Отоплителните котелни системи (предимно гореща вода, но могат да бъдат и парни) са предназначени за обслужване на отоплителни системи, захранване с топла вода и вентилация на промишлени и жилищни помещения.

В зависимост от мащаба на топлоснабдяването, отоплителните котелни се разделят на локални (индивидуални), групови и районни.

Локалните отоплителни котелни обикновено са оборудвани с водогрейни котли, които загряват вода до температура не по-висока от или парни котли с работно налягане до. Такива котелни са предназначени да доставят топлина на една или няколко сгради.

Груповите отоплителни котелни осигуряват топлина на групи от сгради, жилищни райони или малки квартали. Такива котелни са оборудвани както с парни, така и с водогрейни котли, които като правило имат по-висока отоплителна мощност от котлите за местни котелни. Тези котелни обикновено се намират в специални сгради.

Котлите за централно отопление са проектирани да доставят топлина на големи жилищни райони; оборудвани са със сравнително мощни водогрейни и парни котли.

Парният котел е съд под налягане, в който водата се нагрява и превръща в пара. Топлинната енергия, подадена към парния котел, може да бъде топлина от изгаряне, електрическа, ядрена, слънчева или геотермална енергия. Има два основни типа парни котли: газотръбни и водотръбни.

Водогрейните котли са предназначени за производство на топла вода, използвана за отопление, топла вода и други цели. Котелът за гореща вода има един охладител - вода, за разлика от парния котел, който има два охладителя - вода и пара. В тази връзка парното котелно помещение трябва да има отделни тръбопроводи за пара и вода, както и резервоар за събиране на кондензат.

Водогрейните котелни се различават в зависимост от вида на използваното гориво, дизайна на котлите, пещите и др. И парната, и водогрейната котелна инсталация обикновено включва няколко котелни агрегата, но не по-малко от два и не повече от четири или пет. Всички те са свързани с общи комуникации - тръбопроводи, газопроводи и др.

Инсталациите, работещи с ядрено гориво, чиято суровина е уранова руда, стават все по-широко разпространени.

Аеродинамичното изчисляване на котелна инсталация е изчисление, което води до определяне на аеродинамичното съпротивление на пътя газ-въздух както на инсталацията като цяло, така и на нейните различни елементи. Нормалната работа на котелната инсталация е възможна при условие на непрекъснато подаване на въздух към пещта и отстраняване на продуктите от горенето в атмосферата, след като са охладени и изчистени от твърди частици. Подаването и отвеждането на продуктите от горенето в необходимите количества се осигурява чрез изграждането на газовъздушни системи с естествена и изкуствена тяга. В системи с естествена тяга, използвани в котелни инсталации с ниска мощност с ниско аеродинамично съпротивление по пътя на газа, съпротивлението на движението на въздуха и продуктите от горенето се преодолява поради тягата, създадена от комина. Когато котелната инсталация е оборудвана с економайзер и въздухонагревател и съпротивлението му по газовия път значително надвишава 1 kPa, системата газ-въздух е оборудвана с вентилатори и димоотводи. В котелна инсталация с балансирана тяга въздушният път работи под свръхналягане, създавано от вентилатори, а газовият тракт работи под вакуум; в този случай димоотводът осигурява вакуум в горивната камера, равен на 20 Pa. Изчисляването на съпротивлението на газовите и въздушните пътища на парни и водогрейни котли се извършва в съответствие със стандартния метод. Когато мощността на парата на котелната инсталация или видът на изгореното гориво се промени, съпротивленията на пътя се преизчисляват.

Движението на газовете в газовъздушния канал е придружено от загуба на енергия, изразходвана за преодоляване на силите на триене на газовия поток върху твърди повърхности. Съпротивленията, възникващи по време на движение на потока, условно се разделят на: съпротивление на триене, когато потокът тече в прав канал с постоянно напречно сечение, включително по време на надлъжно измиване на тръбен сноп; локално съпротивление, свързано с промяна във формата или посоката на потока, което условно се счита за концентрирано в една секция и не включва съпротивление на триене.

Газовите и въздушните вериги трябва да са прости и да осигуряват надеждна и икономична работа на инсталацията. Препоръчително е да се използва индивидуално оформление на опашните нагревателни повърхности, колектори за пепел и тяга без байпасни димоотводи и свързващи колектори. На дълги прави участъци се препоръчват газо-въздухопроводи с кръгло напречно сечение като по-малко металоемки и с по-малък разход на топлоизолация в сравнение с квадратни и прави. Газовите канали на парни и водогрейни котли, работещи с експлозивни горива, не трябва да имат зони, в които са възможни отлагания на неизгорели частици, сажди или лошо вентилирани зони. Общият спад на налягането в една котелна инсталация е сумата от спадовете на налягането в отделните елементи. За модули, работещи под вакуум, общата разлика се определя отделно за въздушния и газовия път. В котел под налягане се изчислява общото съпротивление газ-въздух.

2. Аеродинамично изчисляване на въздушната траектория

Целта на изчислението е да изберете вентилатор. За да изберете вентилатор, трябва да знаете m3/h и налягане HB, Pa. Всички първоначални данни (температура на въздуха, отворено сечение, средна скорост и т.н.) се вземат от топлинното изчисление.

Производителността на вентилатора се определя по формулата:

където b1 е коефициентът на безопасност на работата;

Vв -- количеството въздух, необходимо за захранване на пещта на котела, m3/h,

след това, m3/h

Стойностите на BP, V0, bt, Dbt, Dvvp, txv, v1 са взети от изходните данни.

1. се съставя аксонометрична диаграма на въздушния път на котелния агрегат от тръбата за всмукване на въздух до последната горелка;

2. целият път е разделен на участъци (участъците трябва да имат постоянен дебит и средна скорост);

3. за всеки участък се определят загуби на налягане от триене и местно съпротивление;

Налягането, развивано от вентилатора, се намира по формулата:

където b2 е коефициентът на безопасност за налягане, b2 = 1,1;

DRV - аеродинамично съпротивление на въздушния път на котелния агрегат.

Изчисляването на DRV, Pa, се извършва в следната последователност:

4. сумата от загубите на налягане UDP се добавя към съпротивлението на горелката DRgor: .

2.1. Аксонометрична диаграма на въздушния тракт

Фигура 1 показва аксонометрична диаграма на въздушния тракт. Числата съответстват на секциите, на които е разделен въздушният път, за да се опрости изчислението.

Фиг. 1. Въздушен път

2.2. Изчисляване на загуба на налягане във въздуховод

Загуба на налягане поради триене:

Загубата на налягане от местното съпротивление DRms, Pa, се определя по формулата:

където l е коефициентът на триене, в зависимост от числото на Рейнолдс и коефициента на грапавост на стените на канала ke, l = 0,02 - за стоманени тръби;

l -- дължина на участъка, m;

Uo - сумата от коефициентите на местно съпротивление;

de -- еквивалентен диаметър на напречното сечение на въздушния канал, m.

където F е площта на отвореното напречно сечение на канала, m2;

P - периметър на канала, m;

c - плътност на въздуха, kg/m3,

където t е температурата на въздуха, °C;

co -- плътност на въздуха при нормални условия, kg/m3;

W -- скорост на въздуха m/s.

където VВ е въздушният поток в дадена зона, m3/h;

F - площ на напречното сечение на тръбата, m2.

2.3 Изчисляване на раздел 1-2

В секция 1-2 има: тръба за всмукване на въздух, клапа, смукателен джоб, както и дифузьор (конфузор) за свързване на тръбата към джоба, който насочва въздуха към вентилатора.

Тръба 1120х1120 мм.

Живата площ на напречното сечение е равна на:

Еквивалентният диаметър на канала е:

Плътността на студения въздух е:

Динамичното налягане е равно на:

Коефициентите на местно съпротивление в тръбата за всмукване на въздух са 0,3, а в клапата 0,1

За да се определи коефициентът на местно съпротивление на връзката на въздуховода със смукателния джоб, е необходимо да се знаят размерите на входа на джоба, които зависят от диаметъра на изхода. Изходът на джоба е директно свързан с входа на вентилатора. Следователно трябва да изберете вентилатор, но за това трябва да знаете налягането, което ще развие във въздушния тракт. Налягането на вентилатора зависи от загубата на налягане по целия път на въздуха, следователно, като изчислявам загубата на налягане в участъците на пътя на въздуха след вентилатора, определям приблизителната стойност на налягането. Въз основа на тази стойност на налягането и стойността на въздушния поток QB, ние избираме типа на вентилатора. След това, като изчислим загубата на налягане във връзката на тръбата на секция 1-2 със смукателния джоб и връзката на тръбата на секция 2-2 с изхода на вентилатора, правим изменение на стойността на налягането, създадено от вентилаторът, ако вентилаторът не може да създаде такова налягане, тогава е необходимо да изберете друг вентилатор.

Тогава загубата на налягане във всмукателната тръба и амортисьора ще бъде:

Приблизителни загуби в района:

вентилатор газова горелка

2.4 Изчисляване на раздел 2-2?

Този участък от въздуховода свързва изхода на вентилатора с въздушния нагревател. В този участък дебитът и плътността на въздуха остават същите като в участък 1-2, т.е. VВ = 66421,929 m3/h. Ако вземем размерите на въздуховода в зоната като в зона 1-2, т.е. 1120×1120 mm, тогава скоростта на въздуха и динамичното налягане ще останат непроменени.

Изчисляваме загубите от триене:, Pa

2.5.Изчисляванесъпротивление на нагревателя на въздуха

Въздушният нагревател е сноп от линейни тръби. Димните газове преминават вътре в тръбите (отдолу нагоре или отгоре надолу), които се измиват отвън с нагрят въздух. Подредбата на тръбите може да бъде както коридорна, така и шахматна. Съответно, съпротивлението на въздухонагревателя ще бъде съпротивлението на напречно измития коридор или шахматно разположения сноп от тръби.

Средна температура на въздуха във въздухонагревателя:

Нека преизчислим въздушния поток V и неговата плътност за въздухонагревателя:

При аеродинамичното изчисление избираме: номер Z1 = 49 и Z2 = 79, стъпка S1 = 65 mm и S2 = 55 mm на тръбите съответно в напречните и надлъжните сечения, диаметър d = 40 mm, височина h = 2600 mm и дебелина на стената s = 4 mm тръби

Ширината на въздушния нагревател е:

Дължината на въздушния нагревател се определя по формулата:

Скоростта на въздуха във въздухонагревателя е равна на:

Подреждането на тръбите във въздухоотоплителя е шахматно, тръбите са гладки.

Коефициентът на съпротивление на гладкотръбен шахматен сноп се определя в зависимост от:

От относителната напречна стъпка на тръбите в сноп

От коеф

Съпротивлението на шахматно разположен тръбен сноп се изчислява по формулата:

където е коефициентът на корекция, зависи от диаметъра на тръбите;

Коефициентът на корекция зависи от относителните стъпки на тръбите и;

Графичното съпротивление на един ред тръби зависи от скоростта на потока и температурата.

При d=40 mm коефициент =0,96,

при =1.625 и коефициент =1.1

Въз основа на скоростта и средната температура определяме: = 0,8 mm воден стълб.

Тогава: mm ID = 662.999, Pa

Тръбата на участъка 2-2" е свързана към въздухонагревателя чрез рязко разширение: началната секция е 1120x1120 mm, крайната секция е 3350x2000 mm.

Коефициентът на съпротивление за рязко разширение на прав канал се определя в зависимост от съотношението на по-малкото напречно сечение към по-голямото:

Тогава ov = 0,75.

Загуба на налягане при рязко разширение: , Pa

Загубата на налягане в зоната, като се вземат предвид загубите във въздухонагревателя, е:

2.6 Изчисляване на раздел 2?-3

Този участък от въздуховода свързва изхода на въздухонагревателя с тръбопроводите, подаващи нагрят въздух към горелките.

Обемът на нагрятия въздух VB, m3/h, подаден в горивната камера, се определя по формулата:

където tpv е температурата на нагрятия въздух, °C.

Площта на напречното сечение е:

Тръба 1250?1600, мм

Скорост на въздуха в тръбата: , m/s

Плътността на нагрятия въздух е:

Динамичното налягане е равно на: , Pa

Изчисляваме загубите от триене: , Pa

Изходът на въздухонагревателя е свързан към секционната тръба чрез пирамидален конфузор (3350x2000 mm >1250x1600 mm).

Локалният коефициент на съпротивление на пирамидален конфузор се определя в зависимост от по-големия ъгъл на стесняване b. По-голям ъгъл на стесняване ще се получи, когато ширината на въздушния нагревател се намали до ширината на тръбопровода

Разбрахме.

Тъй като ъгълът е 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

На площадката има и завой под ъгъл 90°, чийто местен коефициент на съпротивление е o = 1.

Общата загуба на налягане в секцията е равна на:

2.7 Изчисляване на раздел 3-4

Въз основа на разхода на гориво определяме броя на горелките, използвани в котелната инсталация. За да направите това, разделете този дебит на газовата мощност на горелката. Да вземем горелката GPM-16, чийто газов капацитет е 1880 m3 / h.

Тогава броят на горелките е: 13950/1880 = 7,42, т.е. инсталираме 8 горелки.

За подаване на въздух към горелките, в началото на раздел 3-4 ще монтираме симетричен разделителен тройник. Всеки клон на тройника насочва въздушния поток към една горелка. Тъй като клоновете към горелките са симетрични, за да се определи загубата на налягане в секция 3-4, е достатъчно да се изчислят загубите в един клон.

За да изчислим, разделяме секция 3-4 на две: 1" - секция преди клона на потока към първата горелка; 2" - секция след клона. Съпротивлението на секция 3-4 ще бъде общото съпротивление на тези секции.

Парцел 1"

Theсекцията съдържа завой на 90° в симетричен тройник. Тъй като потокът в тройника е разделен на две равни части, обемът на въздуха, преминаващ през секцията, е равен на половината от дебита в предишната секция:

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 1250800, мм

Изчисляваме скоростта на въздуха в тръбата:

Плътността на нагрятия въздух е =0,616, kg/m3

Динамично налягане: , Pa

Загуба на налягане поради триене: , Pa

Коефициентът на съпротивление при завъртане в симетричен тройник се определя по същия начин, както за страничен клон в асиметричен тройник при

където Fc е отворената площ на напречното сечение на тръбата преди разклонението; Fb-площ на живия участък на страничния клон на тройника; FP е площта на отвореното напречно сечение на тръбата в прохода на тройника.

Ако скоростите са равни преди клона и в страничния клон при разклоняване под ъгъл 90°, коефициентът на местно съпротивление.

Загуба на налягане в местни съпротивления: , Pa

Общата загуба на налягане в секция 1" е

Парцел 2"

НаВ тази зона има разделителен асиметричен тройник, чиято площ на клона е равна на площта на прохода и съответно обемите на въздуха, преминаващи през прохода и клона, са равни.

Обемът на въздуха, преминаващ през тройника (секция 2") и през клона, е равен на

площ на напречното сечение: , m2

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 12500.4, мм

Изчисляваме скоростта на въздуха в тръбата: , m/s

Плътност на нагрятия въздух: =0,616, kg/m3

Динамично налягане: , Pa

Загуба на налягане при триене: Pa

Коефициентът на местно съпротивление при преминаване на тройника се определя в зависимост от съотношението на скоростите след и преди разклонението. Ако са равни.

Загубите на налягане от местните съпротивления са:

Обща загуба на налягане в секция 2": , Pa

Общото съпротивление на секция 3-4 се приема за равно на:

2.8 Изчисляване на раздел 4-5

В този участък въздуховодът е свързан към устройствата на горелката.

Изчисляваме съпротивлението на въздуховодите към всяка от горелките на един клон на секция 3-4 и след това, като избираме секцията с максимално съпротивление, получаваме загуби в секция 4-5.

2.8.1 Снабдяване Да се първи горелка

Theвходът е разклонение на асиметричен тройник в началото на 3-4 (2") сечение под ъгъл 45°, на което също има завой под ъгъл 45° и връзка с вход в горелка.

Обемът на въздуха, преминаващ през секция 4-5, е равен на, m3/h, площта на напречното сечение е равна на

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 630x800, мм

Изчисляваме скоростта на въздуха в тръбата: m/s.

Плътността на нагрятия въздух е =0,616, kg/m3.

Динамично налягане: , Pa.

Загуба на налягане поради триене: , Pa.

Коефициентът на местно съпротивление на страничното разклонение на тройника под ъгъл 45° се определя в зависимост от съотношението на скоростите след и преди разклонението. Ако са равни, коефициентът на местно съпротивление.

В края на секция 4-5 въздуховодът е свързан към входа на горелката с размери 990x885 mm. За да свържете тръба 630x800 mm, е необходимо да инсталирате дифузьор.

Коефициентът на локално съпротивление на дифузора в директния канал се изчислява по формулата

където е коефициентът на пълнота на удара в зависимост от ъгъла на отваряне на дифузора;

Коефициентът на съпротивление при внезапно разширение се определя в зависимост от съотношението на по-малкото сечение към по-голямото:

След това по график:

При разширяване на страна с размери 630 mm на 990 mm ще се получи по-голям ъгъл, отколкото при разширяване на страна с размери 800 mm на 885 mm, така че го определям от тази страна. Дължината на дифузора се приема за 500 mm.

Ъгъл на отваряне. По ъгъла определям това

Загубите на налягане от местните съпротивления са

Общата загуба на налягане при подаването към първата горелка е

2.8.2 Снабдяване ко второ горелка

НаВ този участък на въздуховода има завой под ъгъл 90° от участък 3-4 (2") и дифузьор, свързващ тръбата към входа на горелката.

Обемът на въздуха, преминаващ през този участък, е равен на обема на въздуха, преминаващ през участък 3-4 (2"), т.е. 28547,678 m3/h. Размерите на тръбопровода остават непроменени в сравнение с участък 3-4 (2"), следователно скоростта на въздуха и динамичното налягане остават непроменени.

Загубата на налягане поради триене е

Коефициент на локално съпротивление на завъртане под ъгъл 45°.

Връзката на тръбопровода към втората горелка е подобна на връзката към първата горелка; съответно коефициентът на местно съпротивление има същата стойност, т.е. .

Загуба на налягане в подаването на втората горелка

Загубата на налягане в секция 4-5 се приема равна на захранващото съпротивление към първата горелка: , Pa.

Приблизителна стойност на загубата на налягане по пътя на въздуха:

2.9 Съпротивление на горелката

Съпротивлението на устройството за горелка Dhgor, Pa, се изчислява по формулата:

където W е скоростта на въздуха в горелката, m/s,

където Fburn е площта, върху която се движи въздухът в горелката,

Динамично налягане: , Pa

Съпротивление на горелката: , Pa

2.10 Избор на вентилатор

Аеродинамичното съпротивление на въздушния път на котелния агрегат е приблизително равно на: , Pa

Налягането, развивано от вентилатора, е равно на:

Pa = 378,665 mm воден стълб.

Използване на производителност на вентилатора:

Qв =69747.025, m3/h

НВ = 378,7 mm воден стълб,

създаден от него, избираме вентилатор според графиката на обобщените характеристики. Избираме вентилатор VDN-17 със скорост на въртене 980 об / мин.

В таблицата с конструктивните характеристики на вентилатора намираме размерите на входните и изходните отвори на вентилатора: d = 1700 mm; a = 630 mm; b = 1105 mm.

След като изберем вентилатора, изчисляваме загубата на налягане в секции 1-2 и 2-2." След като преизчислим загубата на налягане, намираме истинската стойност на налягането, което вентилаторът трябва да създаде.

2.11 Преизчисляване на раздел 1-2

Размери на входа на джоба:

a = 1,8 db = 1,8 1700 = 3060, mm

b = 0,92 dв = 0,92 1700 = 1564, mm

Тръбопроводът на секция 1-2 е свързан към джоба с помощта на дифузьор (1120x1120 mm > 1564x3060 mm).

Локалният коефициент на съпротивление на пирамидален дифузор се определя в зависимост от по-големия ъгъл на отваряне на дифузора и от съотношението на по-малкото сечение към по-голямото. По-голям ъгъл на отваряне ще се получи, когато страната на тръбопровода с размер 1120 mm се увеличи до страната на джоб с размер 3060 mm.

Ъгъл на отваряне b = 2arctg 0,32 = 39°. Използвайки ъгъл b, намираме cp = 1,1

Съотношението на по-малкото сечение към по-голямото е: ,

тогава ov = 0,6, .

Загубата на налягане в дифузора е равна на: , Pa

Загубите на налягане в смукателния джоб се изчисляват от скоростта на въздушния поток в джоба: , m/s.

Коефициентът на локално съпротивление в джоба е 0,1.

Загубите на налягане от местните съпротивления в района са: Pa.

Общи загуби в участък 1-2: , Pa.

2.12 Преизчисляване на раздел 2-2"

Тръбата е свързана към изхода на вентилатора чрез рязко разширение (630×1105 mm > 1120×1120 mm).

Коефициентът на местно съпротивление при рязко разширяване на тръбата се определя в зависимост от съотношението на площта на по-малката секция към по-голямата:

тогава коефициентът на местно съпротивление на внезапно разширяване на ов = 0,2.

Загуба на налягане DR, Pa, от местно съпротивление след вентилатора се определя по формулата:

където W е скоростта на въздуха на изхода на вентилатора.

Скорост на въздуха на изхода на вентилатора: , m/s

Загубите на налягане от местните съпротивления в района са:

Общи загуби на обекта: , Pa

Чрез преизчисляване на загубата на налягане в секции 1-2 и 2-2", получаваме истинската стойност на загубата на налягане по пътя на въздуха.

Нека комбинираме резултатите, получени при изчисляване на загубите на налягане във всички области в таблица (Таблица 1):

Таблица 1. Резултати от изчисленията на загубата на налягане във всички секции

Загубите на налягане по целия въздушен път са:

Налягане на вентилатора:

Pa = 397.275, mm вода. Изкуство.

Използване на производителност на вентилатора

Qв =69747.025, m3/h

Нв = 397.275, mm вод. Изкуство.,

създаден от него, според графиката на аеродинамичните характеристики на вентилатора VDN-17 със скорост на въртене 980 об / мин, намираме стойността на ефективността на вентилатора: z = 0,81.

Консумираната мощност от вентилатора Nв, kW, се изчислява по формулата:

където Qv е производителността на вентилатора, m3/h;

Hb - налягане, създадено от вентилатора, Pa;

звук -- ефективност на вентилатора, %.

3. Аеродинамично изчисляване на газовия път

Целта на изчислението е да се избере димоотвод и комин. За да изберете димоотвод, трябва да знаете неговата производителност Qd и налягането Nd, създадено от помпата.

Производителността на димоотвода Qd, m3/h, се определя по формулата:

където b1 е коефициентът на безопасност на работата: b1 = 1,05;

Vdg -- обем на димните газове, отстранени от димоотвода от котелния агрегат, m3/h,

където обемът на димните газове е температурата на газовете, напускащи котелния агрегат.

тогава производителността на димоотвода Qd е равна на:

Налягането, създадено от димоотвода, се определя по формулата:

където b2 е коефициентът на безопасност при потребление, b2 = 1,1;

k2 е коефициент, който отчита разликите в условията на работа на димоотвода от условията, за които са съставени аеродинамичните характеристики на димоотвода,

където thar = 100 °C е температурата на димните газове, за които са съставени характеристиките на димоотвода,

DRka = DRk + DRp/p + DRv ek + DRv/p + DRg/x + DRd tr ± DRs/t,

където DRka е загубата на налягане по газовия път на котелния агрегат, Pa;

DRk - аеродинамично съпротивление на самия котел, Pa;

DRp/p -- аеродинамично съпротивление на паропрегревателя, Pa;

DRv eq - аеродинамично съпротивление на водния економайзер, Pa;

DRv/p -- аеродинамично съпротивление на въздухонагревателя, Pa;

DRg/x - аеродинамично съпротивление на димоотводите, свързващи котела с крайните нагревателни повърхности, както и димоотвода и комина помежду си, Pa;

DRd tr -- аеродинамично съпротивление на комина, Pa;

DPs/t - гравитацията, развивана от комина, Pa.

3.1 Аксонометрична диаграма на газовия път

Фигура 2 показва аксонометрична диаграма на газовия път. Числата съответстват на секциите, на които е разделен газовият път, за да се опрости изчислението.

Фиг.2. Газов път

Легенда:

· I - котел;

· II - прегревател;

· III - воден економайзер;

· IV - въздухонагревател;

· V - димоотвод;

· VI - комин;

3.2. Аеродинамично съпротивление на котела

Котелът се състои от горивна камера, облицована отвътре с екранни нагревателни повърхности, през които циркулира водата. Да приемем, че общите размери на котела са 15?

където ДРр е вакуумът на изхода на пещта (20 ~ 30 Pa). Да вземем DRr = 25 Pa;

ДР4пов -- загуба на налягане при четири резки завъртания под ъгъл 90° в камерата, Ра;

DPkp - загуба на налягане в котелни снопове, Pa;

DPrs - загуба на налягане по време на рязко стесняване на входа на канала на газовия път, Pa.

Обем на димните газове, преминаващи през котела:

Площта на котелната камера е:

Скорост на димните газове в котелната камера:

Плътността на димните газове c, kg/m3, се изчислява по формулата:

Динамично налягане: , Pa

Загубата на налягане по време на четири резки завъртания под ъгъл от 90° (o = 1) е: , Pa

3.3 Съпротивление на бойлерна греда

Котелният сноп в котела се формира от екранни тръби на задната стена на котела, върху които има Z тръби с диаметър d = 50 mm със стъпка 60 mm. Броят на тръбите на задната стена е:

Нека направим коридорен котелен сноп от Z2 = 3 реда със стъпка S2 = 70 mm, след което във всеки ред ще има Z1 = 83 тръби, разположени със стъпка S1 = 3 60 = 180 mm. Височината на гредата е 3000 мм. Въз основа на броя на тръбите в напречното сечение и тяхната стъпка определяме ширината на котела:

Коефициентът на съпротивление на гладкотръбния сноп от коридорни тръби се определя в зависимост от:

· от относителната напречна стъпка на тръбите,

· от относителната надлъжна стъпка на тръбите,

· от коеф.

Когато y1 > y2 и 1? w? 8 коефициент на местно съпротивление на коридорен тръбен сноп o се определя по формулата

при y1 = 3.6 коефициент Cy = 0.495.

Площта на напречното сечение, по която се движат димните газове в лъча, е равна на:

Скоростта на димните газове в лъча е равна на

При W = 3.012 коефициент ogr = 0.67,

с ogr = 0,67 и w = 6,5 коефициент CRe = 0,24. .

Загубата на налягане в тръбен сноп е:

Коефициентът на местно съпротивление на входа на канал с прави ръбове, изравнени със стената, е 0,5,

тогава, татко

В резултат на това получаваме: , Pa

3.4 Аеродинамично съпротивление на прегревателя

Разположението на намотките в паропрегревателя може да бъде или коридорно, или шахматно. Съответно, съпротивлението на прегревателя е съпротивлението на коридора или шахматно разположените тръбни снопове.

Да приемем: разположението е шахматно, тръбите са гладки. Броят на тръбите в напречното сечение е Z1 = 104, а по дължината на димните газове Z2 = 59. Тръбите са разположени съответно на разстояние S1 = 60 mm и S2 = 45 mm. Диаметърът на тръбите е 32 мм. Височината на тръбите е 4000 мм.

Размери на прегревателя:

· височина h = 4000, mm;

· ширина b = (Z1 + l) · S1 = (l04 + l) · 60 = 6300, mm;

· дължина l = (Z2+1) · S2 = (59 + l) · 45 = 2700, mm.

Коефициентът на съпротивление на шахматен сноп с гладка тръба се определя в зависимост от съотношението:

Съпротивление на шахматно разположен тръбен сноп Dh, mm вода. Чл., при 0,1? 1,7 се намира по формулата:

При d = 32 mm Cd = 1,005,

с y1 = 1.88 и коефициент Cs = 1.07.

Живата площ на напречното сечение на гредата е равна на:

Средна температура на димните газове в паропрегревателя:

Плътността на димните газове в паропрегревателя е:

Обем на димните газове в паропрегревателя:

Скоростта на димните газове в паропрегревателя е:

Въз основа на скоростта и средната температура определяме Dhgr, mm вода. Изкуство.:

Dhgr = 0,6, mm вода. Изкуство.

Съпротивление на прегревател:

Дh = , mm воден стълб = 379.771, Pa

3.5 Аеродинамично съпротивление на воден економайзер

Икономайзер със стоманена намотка е сноп от тръби, сглобени от стоманени намотки с диаметър 28 или 32 mm, с дебелина на стените 3 или 4 mm. Димните газове протичат напречно през намотките. Разположението на бобините може да бъде коридорно или шахматно. (Приехме шахматно подреждане на намотките).

Броят на тръбите в напречното сечение е Z1 = 74, а по дължината на димните газове Z2 = 74. Тръбите са разположени съответно на разстояние S1 = 70 mm и S2 = 40 mm. Диаметърът на тръбите е 32 мм, височината на тръбите е 3500 мм.

Размери на економайзера:

· дължина (височина на кипящия лъч) h = 3500, mm.

· ширина (ширина на кипящия лъч), mm;

· височина (дължина на кипящия лъч), mm;

Съпротивлението на шахматно разположен тръбен сноп зависи от;

Съпротивление на шахматно разположен тръбен сноп Dh, mm вода. чл., при y1? 3 и 1.7? ts? 6.5 се изчислява по формулата:

При d = 32 mm коефициент Cd = 1,005,

с y1 = 2.19 и y2 = коефициент CS = 1.07.

Площ на живо сечение на лъча:

Средната температура на димните газове във воден економайзер е:

Среден обем димни газове, напускащи економайзера:

Обем на димните газове в економайзера:

Скоростта на димните газове в економайзера е:

Въз основа на скоростта W = 9,351 m/s и средната температура °C, определяме Dhgr, mm вода. Арт.: Dhgr = 0,69.

Съпротивление на економайзера:

мм вода Чл. = 545.92, Pa

3.6 Аеродинамично съпротивление на въздухонагревателя

Съпротивлението на въздухонагревателя се състои от съпротивлението на триене в тръбите и съпротивлението на влизане и излизане от тръбите. Параметрите на въздушния нагревател се вземат от въздушния път на котелния агрегат.

Размери на въздушния нагревател:

· h = 2600 mm,

· b = 3250 mm,

· l = 4950mm;

Диаметър и дебелина на тръбите: d = 40 mm; s = 4 mm;

Брой тръби: Z1 = 49, Z2 = 79;

Разстояние между осите на тръбите: S1 =65 mm, S2 = 55 mm;

Живата площ на напречното сечение на гредата е равна на:

Средна температура на димните газове във въздухонагревателя:

Среден обем димни газове, напускащи въздухонагревателя:

Обем на димните газове във въздухонагревателя:

Скорост на движение на димните газове във въздухонагревателя:

Съпротивлението на триене в тръбите се изчислява по формулата:

където Dh?gr - зависи от средната температура на потока и от скоростта на потока, Dh?gr = 22, mm вод. st./m;

Ssh -- корекционен коефициент за грапавост, Ssh = 0,92;

l -- обща дължина на тръбите, m;

мм вода Изкуство. = 982.844, Pa

Съпротивлението на входа на тръбите и на изхода от тях се изчислява по формулата:

където m е броят на отделните кубчета, последователно разположени по протежение на газовия поток, m = 1;

ovkh и ov - коефициентите на входа и изхода се определят в зависимост от съотношението на общата площ на отвореното напречно сечение на тръбите към площта на отвореното напречно сечение на газопровода преди и след въздухонагревателя.

При = 0,368 коефициентите на местно съпротивление на входа и изхода на димните газове в тръбите на въздухонагревателя са равни съответно на ovx = 0,33 и ovh = 0,45.

Плътност на димните газове във въздухонагревателя:

Динамична глава:

тогава, татко

В резултат на това съпротивлението на въздушния нагревател е равно на:

3.7 Аеродинамично съпротивление на газопроводи в канала

3.7.1 Изчисляване парцел 1-2

Theчаст от димоотвода свързва изхода на котела с прегревателя.

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на обема на димните газове, напускащи котела, т.е. V1-2 = 356854,286, m3/h.

Площ на напречното сечение:

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 3550?2800, мм.

Жива площ на напречното сечение:

Динамична глава:

Изчисляваме загубите от триене:

Тръбата е свързана към изхода на котела (3550×2800 мм) без локално съпротивление. Тръбата на секция 1-2 е свързана към паропрегревателя чрез рязко разширение: началната секция е 3550 × 2800 mm, крайната секция е 6300 × 4000 mm.

При = 0,394 коефициенти на локално съпротивление ovx = 0,29 и ov = 0,39, Pa

3.7.2 Изчисляване парцел 3-4

Theчаст от димоотвода свързва прегревателя с водния економайзер.

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на:

Площ на напречното сечение:

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 3350?2240, мм

Жива площ на напречното сечение:

Еквивалентен диаметър на димоотвода:

Скорост на димните газове в тръбата:

Плътност на димните газове при 755 °C:

Динамична глава:

Изчисляване на загубите от триене

Изходът на прегревателя е свързан към тръбата с помощта на пирамидален конфузор (6300 × 4000 mm > 3350 × 2240 mm). Локалният коефициент на съпротивление на пирамидален конфузор зависи от по-големия ъгъл на стесняване b, който в този случай ще бъде, когато ширината на прегревателя се намали до ширината на тръбата:

Получаваме b = 58°. Тъй като ъгълът е 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Коефициент на местно съпротивление на завъртане под ъгъл 90° o = 1.

Тръбата е свързана към входа на водния економайзер с рязко разширение (3350×2240 mm > 5250×3500 mm).

Съотношението на площта на по-малката секция към площта на по-голямата секция е:

тогава ov = 0,4.

Загубите на налягане в местните съпротивления са:

Обща загуба на налягане в зоната:

3.7.3 Изчисляване парцел 5-6

Theчаст от димоотвода свързва водния економайзер с въздушния нагревател.

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на:

Площ на напречното сечение:

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 2000?3550, мм

Жива площ на напречното сечение:

Еквивалентен диаметър на димоотвода:

Скорост на димните газове в тръбата:

Плътност на димните газове при 545°C:

Динамична глава:

Изчисляваме загубите от триене:

Изходът на водния економайзер е свързан към тръбата с помощта на пирамидален конфузор (5250 × 3500 mm > 3550 × 2000 mm). По-голям ъгъл на стесняване в този конфузор ще бъде, когато ширината на водния економайзер се намали до ширината на тръбата:

Получаваме b = 53,13°. От 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

В края на секция 5-6 тръбата е свързана към входа на въздухонагревателя (4950 × 3250 mm). За да свържете тръба 3350x2000 mm, е необходимо да инсталирате пирамидален дифузьор.

Коефициентът на локално съпротивление на дифузора в директен канал се изчислява по формулата.

Съотношението на по-малката секция към по-голямата е:

Тогава ov = 0,39.

При разширяване на страна с размери 3350 mm до 4950 mm се получава по-голям ъгъл, отколкото при разширяване на страна с размери 2000 mm до 3250 mm, така че определяме CR от тази страна. Дължината на дифузора се приема 3000 mm.

Ъгъл на отваряне: .

От ъгъл b определяме, че cp = 0,86. .

Коефициент на местно съпротивление на всеки от двата завъртания под ъгъл 90° o = 1

Загуба на налягане в местни съпротивления:

Обща загуба на налягане в зоната:

3.7.4 Парцел 7-8

Theчаст от димоотвода свързва въздухонагревателя със смукателен джоб, който насочва димните газове към изпускателния вентилатор.

В този участък има 1 коефициент на местно съпротивление за завой на 90° o = 1

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на обема на димните газове, отнесени от димоотвода, т.е. m3/h

Площ на напречното сечение:

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата според GOST:

тръба 1800?2240 мм

Жива площ на напречното сечение:

Еквивалентен диаметър на димоотвода:

Скорост на димните газове в тръбата:

Плътността на димните газове при 120 °C е:

Динамична глава:

Загубите от триене са:

Свързване на въздушния нагревател към тръбата с помощта на конфузор (2000×3550 mm > 1800×2240 mm). По-голям ъгъл на стесняване в този конфузор ще бъде, когато ширината на въздушния нагревател се намали до ширината на тръбата:

Получаваме b = 47,2°. От 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

За да се изчисли загубата на налягане в смукателния джоб и във връзката на секционната тръба с джоба, е необходимо да се знаят размерите на входния отвор на джоба, които се определят в зависимост от размера на изходния отвор, който е равен на размера на входния отвор на димоотвода. За да направите това, трябва да изберете димоотвод. Нека определим загубата на налягане в секция 8-9 и в комина, както и гравитацията в комина. Нека изчислим приблизителното налягане, създадено от димоотвода, според което ще избера димоотвода. След това, чрез преизчисляване на загубите в секции 7-8 и 8-9, ще определим истинската стойност на налягането, създадено от димоотвода. Ако димоотводът не може да създаде такова налягане, тогава трябва да изберете друг.

Загуба на налягане в конфузора:

Общи приблизителни загуби на налягане в района:

3.7.5 Парцел 8-9

Theдимоотводната секция свързва изхода на димоотвода с комина.

В този участък има 2 завоя на 90°. Коефициент на местно съпротивление на завъртане под ъгъл 90° o = 1.

Обемът и плътността на димните газове, преминаващи през този участък, остават непроменени в сравнение с участък 7-8, ако вземем размерите на тръбопровода в този участък като същите като в участък 7-8, тогава скоростта на димните газове ще бъде; не се променя и съответно динамичното налягане

Загуби от триене:

Димоотводът се свързва към комина с помощта на основа с единичен димоотвод с размери:

b = 3350 mm; a = 0,9 h = 0,9 3350 = 3015 mm.

За свързване на димоотвода към основата е необходимо да се монтира дифузьор (1800×2240 > 3015×3350 mm).

Тогава w=0,4

Загубите на налягане в местните съпротивления са:

Общите загуби на налягане в района са:

3.8 Аеродинамично изчисляване на комин

Да изберем цилиндрична, тухлена тръба. За да се изчисли тръбата, е необходимо да се зададе скоростта на излизане на димните газове от тръбата. Нека W = =12m/s.

Площта на устието на тръбата е:

Познавайки площта на отвора, можете да намерите диаметъра на изходния отвор:

Според GOST избираме най-близката стойност на диаметъра до получената стойност: m.

Използвайки избрания диаметър на устата, намираме площта на устата и скоростта на димните газове в тръбата:

Въз основа на диаметъра на изхода на тръбата, ние избираме височината на комина, като използваме унифициран набор от стандартни размери на коминни тръби.

Плътността на димните газове при 135 °C е c = 0,883 kg/m3.

Динамичното налягане е равно на:

Изчисляваме загубите от триене. Коефициент на триене l = 0,05.

Загубите от локални съпротивления на изхода от комина (o = 1) са:

Обща загуба на налягане в комина:

Гравитация в тръбата:

3.9 Избор на димоотвод

Добавяйки загубите на налягане във всички агрегати и газопроводи, получаваме приблизителна стойност на загубите на налягане по пътя на газа:

Налягането, развивано от димоотвода е:

Pa = 219,54, mm вода. Изкуство.

Според производителността на димоотвода

Qd = 157613.539, m3/h

Нд = 219,54, mm вод. Изкуство.,

който създава, избираме димоотвод D-20?2 със скорост на въртене 590 об./мин. Познавайки размерите на входните и изходните отвори на димоотвода, можете да намерите загубата на налягане в секции 7-8 и 8-9.

3.10 Преизчисляване на раздел 7-8

Пред димоотвода има смукателен джоб с размерите на входния отвор:

a = 0,92 dd = 0,92 2000 = 1840, mm;

b = 1,8 · dd = 1,8 · 2000 = 3600, mm.

За свързване на джоб с размери 1840 x 3600 mm към тръба с размери 1800 x 2240 mm е необходимо да се монтира конфузор. По-големият ъгъл на стесняване в този конфузор ще бъде при:

Получаваме b = 37,5°. От 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Загубата на налягане в конфузора се определя от скоростта на димните газове в по-малка секция, т.е. от скоростта на димните газове в комина.

Скорост на димните газове в комина:

Коефициент на съпротивление в смукателния джоб o = 0,1

Загуба на налягане в дифузора и смукателния джоб:

Загуба на налягане в местните съпротивления в раздел 7-8:

Обща загуба на налягане в зоната:

3.11.Преизчисляванераздели 8-9

Газоотводсвързва се към изхода на димоотвода с помощта на дифузьор (1840x3600 mm>3015x3350 mm)

Тогава w=0,13

Скорост на димните газове на изхода на димоотвода:

Загуба на налягане в конфузора:

Загубите на налягане в местните съпротивления в района са:

Общи загуби на обекта: 119.557+9.47=129.027, Pa

Общи загуби на налягане в газопроводите:

DRg/x =9,356+25,577+57,785+70,890+129,027=292,635, Pa

Загуба на налягане по целия път на газа:

Налягане, създадено от димоотвода:

Hd=1.1. 0.86258 .2287.275 =2268.6, Pa = 231.3, mm вода. Изкуство.

Като се използва производителността на димоотвода Qd = 157613.539, m3/h и налягане Hd = 231.3, mm вод. чл., създаден от него, според графиката на аеродинамичните характеристики, избираме димоотвод D-20?2 със скорост на въртене 590 об./мин.

Намираме ефективността на димоотвода: z = 0,61%

Мощност, изразходвана от димоотвода ND, kW

където QD е производителността на вентилатора, m3/h; HD - налягане, развивано от вентилатора, Pa; zD - ефективност на вентилатора, %.

Заключение

За организиране на горивния процес котелните агрегати са оборудвани с устройства за тяга: вентилатори, подаващи въздух към горивната камера, димоотводи за отстраняване на димните газове от котела, както и комин.

В тази курсова работа беше изпълнено следното:

· аеродинамично изчисляване на въздушния път на котелния агрегат, избран според производителността и налягането на вентилатора ВДН-17 със скорост на въртене 980 об./мин., и е изчислена консумираната от него мощност;

· аеродинамично изчисляване на пътя на газа, избран е димоотвод

D-20?2 със скорост на въртене 590 об/мин. и се определя консумираната от него мощност;

· избран е цилиндричен тухлен комин с височина 60 метра.

Литература

1. Захарова Н.С. Указания за завършване на курсовата работа "Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации" по дисциплината "Хидрогазодинамика": Учебник - метод. ръководство Череповец: ChSU, 2007 - 23 с.

2. Приложения към учебното помагало "Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации". Част 1. Череповец: ChSU, 2009.

3. Приложения към учебното помагало "Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации". Част 2. Череповец: ChSU, 2002.

Подобни документи

Избор на вентилатор. Изчисляване на пътя на газа. Основни видове котелни инсталации. Избор на димоотвод и комин. Аеродинамично изчисляване на въздушната траектория. Изчисляване на съпротивлението на котелната греда. Аксонометрична диаграма на газовия тракт.

курсова работа, добавена на 04.11.2012 г


Информация за пещта и горелката на котела. Гориво, състав и количество на продуктите от горенето, тяхното топлосъдържание. Топлинно изчисляване на горивната камера. Изчисляване на съпротивлението на газов котел, воден економайзер, газопроводи, комин. Избор на димоотвод и вентилатор.

курсова работа, добавена на 05/06/2014


Технически характеристики на парогенератора TGMP-114. Изчисляване на обеми и енталпии на въздух и продукти от горенето. Изчисляване на котелния агрегат. Аеродинамично изчисляване на воден економайзер. Изчисляване на екранни тръби за якост. Избор на димоотвод и вентилатор.

курсова работа, добавена на 04/11/2012


Определяне на състава и енталпиите на димните газове. Определяне на проектните размери и характеристики на горивната камера. Топлинно възприятие на воден економайзер. Аеродинамично изчисляване на пътя на котелния газ. Проверка и конструктивно изчисляване на котелен сноп.

курсова работа, добавена на 02.04.2015 г


Изчисляване на параметрите на вентилатора. Избор на електродвигател. Изчисляване на параметрите на димоотвода. Естествен разход на гориво за котел при номинално натоварване. Производителност на вентилатора. Ефективност на теглещите машини в режим на регулиране.

тест, добавен на 19.01.2015 г


Общата топлинна мощност на котелната инсталация без отчитане на загубите и потреблението за собствени нужди. Избор на различни нагреватели, помпи и друго спомагателно оборудване. Изчисляване на пътя на въздуха, избор на вентилатор и електродвигател за него.

курсова работа, добавена на 31.03.2015 г


Определяне на количеството разтвор, влизащ в изпарението. Разпределение на полезна температурна разлика. Физико-химични температурни понижения. Термично изчисление на допълнителния парен нагревател и аеродинамично изчисление на захранващия път на изходния разтвор.

тест, добавен на 03/11/2013


Кратко описание на котелния агрегат BKZ-420-140GM. Определяне на коефициент на излишък на въздух, обеми и енталпии на продуктите от горенето. Изчисляване на паропрегревател и въздухонагревател. Оценка на общото съпротивление за участъци от газови и въздушни пътища.

курсова работа, добавена на 14.03.2012 г


Топлинно изчисляване на парогенератор: гориво, въздух, продукти от горенето. Основни конструктивни характеристики на горивната камера. Изчисляване на фестон, прегревател и изпарителна греда. Аеродинамично изчисляване на горивната камера и тягата на комина. Избор на димоотвод и вентилатор.

курсова работа, добавена на 16.03.2012 г


Състав и характеристики на горивото. Определяне на енталпиите на димните газове. Топлинна абсорбция на паропрегревател, котелна банка, воден економайзер. Аеродинамично изчисляване на пътя на газа. Определяне на проектните размери и характеристики на горивната камера.

Изходните данни за съставяне на топлинен баланс са описани в. Той също така определя методиката за определяне на оптималния брой котли и техния коефициент на натоварване. Изчисленията на парното натоварване на котелно помещение могат да се извършват или въз основа на ръчни изчисления, или с помощта на компютърна технология.

За да се определи разходът на гориво, е необходимо да се определи отделянето на топлина от паропровода на котелното помещение, загубите поради продухване и количеството топлина, върната с захранващата вода.

Максимално отделяне на топлина от паропровода на котелното помещение

Където - енталпия на парата на изхода на котела, определена от термодинамичните таблици на водата и водната пара, kJ/kg.

Загуба на топлина с продухване

Където - енталпия на котелна вода, kJ/kg;

- енталпия на захранващата вода, kJ/kg;

- дебит на продухваща вода, kg/s.

Количеството топлина, върнато с захранващата вода

(64)

Очаквана консумация на топлина

Максимален прогнозен разход на гориво на котелното помещение.

Като гориво се използва природен газ с калоричност
kJ/kg (kJ/m³)

Ефективност на котелния агрегат по проект №1
. Тогава

(66)

1. Аеродинамично изчисление

Изчисляване на продухваща инсталация

В съответствие със SNiP P-35-76 тяговите инсталации по правило трябва да се осигурят индивидуално за всеки котелен агрегат.

Очаквана производителност на вентилатора

Тук 1,05 е коефициент на безопасност, който отчита изтичане на въздух чрез течове във въздуховоди;

- коефициент на излишък на въздух в пещта,
;

- номинален разход на гориво на котелния агрегат, IN Да се=0,08 kg/s;

- теоретично количество въздух, необходимо за изгаряне на гориво,

- температура на въздуха, подаван към пещта, t = 30. Поведение
.

Общото налягане, създадено от вентилатора, се изразходва за преодоляване на съпротивлението на въздуховодите h high и съпротивлението на горелката h high или решетката със слой гориво

Стойностите на съпротивлението се приемат в рамките на следните граници

,

за газообразни и течни горива в зависимост от вида на горелката

Центробежни вентилатори (основните характеристики са дадени при температура 30°C и скорост на въртене 980 об./мин.)

Центробежен вентилатор се избира въз основа на производителност и налягане

Вентилатор тип VDN - 10

Номинален капацитет V dv = 5000 m³/h

Номинално общо налягане N dv = 1900 Pa

Скорост n = 980 об./мин

Ефективност на вентилатора
= 0,71.

Мощност на вала на вентилатора

,kW (69)

.

Въз основа на получената мощност и скорост на въртене се избира електродвигателят за вентилатора:

Тип двигател

Мощност N двигател =

Скорост на въртене n = 980 об/мин.

Изчисляване на тяговата инсталация

Приемаме тухла за монтаж височина на комина Htr = 30м.

Поток на димни газове на изхода на комина

, m 3 /s (70)

където V g е общият обем на газообразните продукти от горенето V g = 13,381 m 3 / m 3.

Диаметър на отвора на комина

,m (71)

,

където W out е скоростта на движение на димните газове на изхода от комина с изкуствена тяга може да достигне 20 m/s. Като се има предвид възможността за по-нататъшно разширяване на котелното помещение, препоръчваме стойността на W да бъде извадена от около 15 m/s.

Закръгляме получения диаметър до най-близкия препоръчан SNiP II-35-76.

Приемаме диаметъра на отвора на комина 1,2 m.

В съответствие със SNiP II-35-76, за да се предотврати проникването на димни газове в структурата на стените на тухлените тръби, не се допуска положително статично налягане върху стените на изходния вал за газ. За да направите това, трябва да изпълните условието R<10, где R - определяющий критерий

(73)

Тук - коефициент на триене;

i е постоянният наклон на вътрешната повърхност на горната част на тръбата;

- плътност на външния въздух при проектен режим, kg/m 3 ;

d in - диаметър на отвора на комина, m;

h o - динамично налягане на газа на изхода на комина, Pa,

, Pa (74)

,

където Wout е скоростта на газа на изхода на тръбите, m/s;

r g - плътност на димните газове при проектни условия

, kg/m 3 (75)

,

Където = 1,34, kg/m3.

Ако R>10, тогава диаметърът на комина трябва да се увеличи.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Аеродинамиченизчислениекотелни помещенияинсталации

1. Основни положения

Основни формули за изчисление

Целта на аеродинамичното изчисляване на котелна инсталация (изчисляване на тягата и взривяването) е да се определи производителността на тягата и вдухването и общата разлика в налягането в пътищата на газа и въздуха.

Производителността на нагнетателната система (въздушен поток в нагнетателната система и газов поток в нагнетателните системи) Q, m 3 /s, се определя съгласно данните за топлинно изчисление за номиналния товар на котелния агрегат.

Общият спад на налягането в участъците от пътя за продухване DN p се определя от уравнението

DN p = (h p) 1 - (h p) 2 = (h st1 + h d1) - (h st2 + h d2), Pa,

където h st е статичното налягане, което е разликата между абсолютното налягане h на ниво Z и абсолютното атмосферно налягане на същото ниво

h st = h - (h o - c a Zg), Pa,

където h o - атмосферно налягане на ниво Z=0, Pa; c a е плътността на атмосферния въздух, приета за постоянна при малки промени в надморската височина, kg/m 3 ;

Динамично налягане (скоростно налягане), Pa; c е плътността на течащата среда, kg/m3.

Разликата в общото налягане в секциите може да бъде представена

DN p = Dh - (Z 2 - Z 1)(c a - c)g, Pa,

където Dh е съпротивлението на сечението, Pa.

Комплексът (Z 2 - Z 1) (c a - c)g се нарича гравитация и се означава с h c, Pa; когато плътностите на текущата среда c и атмосферния въздух c a са равни, както и в случай на хоризонтални газопроводи, гравитацията е нула.

Индекс 1 се отнася за началния участък по течението, а индекс 2 за крайния участък.

Статичното налягане може да бъде положително (свръхналягане) или отрицателно (вакуум).

Всички съпротивления обикновено се разделят на две групи:

а) устойчивост на триене, т.е. съпротивление по време на поток в прав канал с постоянно напречно сечение, включително по време на надлъжно измиване на сноп от тръби;

б) местно съпротивление, свързани с промяна във формата или посоката на канала, всяка от които се счита за условно концентрирана във всеки един участък от канала, т.е. не включва устойчивост на триене. Съпротивлението на тръбните снопове с напречен поток обикновено не е включено в местните съпротивления. Следователно за котелни агрегати тази класификация се допълва от специален тип съпротивление - съпротивлението на напречно измити тръбни снопове.

В случай на изотермичен поток, т.е. при постоянна плътност и вискозитет на течащата среда, устойчивост на триенеизчислено по формулата

където l е коефициентът на съпротивление на триене, зависи от относителната грапавост на стените на канала и числото на Рейнолдс; л, d e - дължина и еквивалентен диаметър на канала, m; W - скорост на потока, m/s; c е плътността на средата, kg/m3.

При наличие на топлообмен, плътността и вискозитетът на транспортираната среда се променят както по дължината, така и по напречното сечение на канала. Следователно в общия случай формулите за изчисляване на съпротивленията изискват допълнително пояснение.

За да се определи съпротивлението на триене на груби тръби при условия на топлообмен, се използва формулата

където T, T st са средните абсолютни температури на текущата среда и стената над изчисления участък на тракта, К.

Кинематичният вискозитет на средата n, m 2 / s, включен в числото на Рейнолдс, и плътността на газа c, kg / m 3, включен в динамичното налягане, се определят от средната температура на потока.

Тази формула е получена за областта на квадратичния закон на съпротивлението. Трябва да се очаква, че за преходния регион корекцията за неизотермичност е по-малка. При аеродинамично изчисляване на котелни агрегати се изисква изясняване на стойността на съпротивлението почти само за въздухонагреватели, чийто коефициент на съпротивление се намира предимно в преходната област. Като се има предвид недостатъчната точност на определяне на температурата на стената при термичните изчисления, както и факта, че за въздухонагреватели корекцията за неизотермичност не надвишава приблизително 10% (а в преходния регион вероятно по-малко), е възможно да откаже да вземе предвид корекцията за неизотермичност при изчисляване на съпротивлението на секциите на конвенционалните котелни агрегати. Следователно последващите препоръки за изчисляване на съпротивлението на триене са дадени въз основа на предположението, че корекцията за неизотермичност не се взема предвид.

Локално съпротивлениевключително при наличие на топлообмен, се изчисляват по формулата

където o е коефициентът на местно съпротивление, зависещ главно от геометричната форма на разглежданата област (а понякога и от числото на Рейнолдс). Формула от същия тип изразява съпротивлението на напречно измити тръбни снопове.

Всички отделни съпротивления на последователно разположени участъци от пътя се сумират по време на изчислението. В общия случай такова сумиране води до грешка, тъй като предварително свързани съпротивления (а понякога и последващи) създават неравномерен поток през напречното сечение, причинявайки промяна в съпротивлението на последващия участък. В текста са дадени някои инструкции, главно относно правилата за оформление на секциите, за да се предотврати значително влияние на съпротивленията нагоре по веригата. Няма обща методика за отчитане на това влияние.

Съпротивлението на канала във всички случаи, включително изчисляването на парогенератори с високо налягане, се изчислява от средното налягане на газовете (въздух) в канала, взето равно на половината от сумата на абсолютните налягания в началото и края на то. За котли, работещи при налягане, близко до атмосферното, средното налягане се приема равно на барометричното налягане.

Падът на налягането се изчислява за удобство със следните опростявания.

Изчисляването на съпротивлението в котли с налягане, близко до атмосферното, се извършва въз основа на плътността на сухия въздух при налягане 760 mm Hg. (c o = 1,293 kg/m 3); Съответно бяха построени графики за определяне на спада на налягането. В края на изчислението се правят корекции за разликата в плътностите на газове и въздух при 760 mm Hg, прах, барометрично и абсолютно налягане.

Изчисляването на котли с високо налягане при първоначално налягане над 0,1 MPa, включително парогенератори с високо налягане, се извършва според първоначалното налягане. В края на изчислението се прави корекция за разликата между средното и началното налягане.

Общото налягане на вентилатора (или димоотвода) при работа в отворена верига се определя от разликата в общото налягане по целия път (всмукване и изпускане), включително загубите на входа на пътя и на изхода от него.

Общият спад на налягането за целия тракт се изчислява с помощта на уравнението

котелна инсталация тяга газ

DN p = UDh - Uh s, Pa.

Устойчивост на триене

Съпротивлението на триене възниква, когато потокът се движи в газовъздушни канали, надлъжно измити от тръбни и пластинчати нагревателни повърхности. За конвенционалните аеродинамични изчисления можете да пренебрегнете корекцията за пренос на топлина и да извършите изчислението с помощта на формулата

Еквивалентният хидравличен диаметър d e за кръгло напречно сечение (с поток вътре в тръбата) е равен на вътрешния диаметър на тръбата, а за некръгло напречно сечение се определя по формулата

където F е живото напречно сечение на канала. m 2; U е пълният периметър на сечението, измито от течащата среда, m.

За канали с правоъгълно напречно сечение

където a, b са размерите на страните на правоъгълното сечение, m.

Еквивалентният диаметър на правоъгълен газопровод със сноп от тръби, разположени вътре, измити от надлъжен газов поток, се определя, за разлика от термичните изчисления, като се използва формулата

където Z е общият брой тръби в газопровода; d - външен диаметър на тръбите, m.

За отделните области на определяне на параметрите има формули за изчисляване на коефициента на съпротивление на триене.

С ламинарно движение (Re< 2·10 3) коэффициент сопротивления трения не зависит от шероховатости и определяется по формуле

При стойности на K/d e = 0.00008h0.0125 (където K е абсолютната грапавост на стената, m) и Re? 4·10 3, т.е. в цялата практически необходима област, включително преходните участъци, се описват с достатъчна точност с приблизителната формула

Налични са по-точни формули за отделните области.

За технически „гладки“ тръби, т.е. тези, при които при дадена стойност на Re съпротивлението все още не зависи от грапавостта, за всякакви стойности на Re се препоръчва формулата

при Re = 4·10 3 h100·10 3 може да се използва по-проста формула

В областта на квадратичния закон на съпротивлението коефициентът l не зависи от стойността на Re и се определя по формулата

За повечето елементи на котелни агрегати, проектирани за сравнително подобни условия, устойчивостта на триене се определя приблизително, съгласно следните препоръки.

Когато газовете или въздухът протичат през тръбни тръби и процепи на пластинчати нагреватели с еквивалентен диаметър d e = 20x60 mm за скорости на потока от 5-30 m/s при t? 300 °C и до 45 m/s при t > 300 °C, коефициентът на съпротивление на триене се определя с достатъчна точност, като се използва приблизителната формула

За удобство при определяне на съпротивлението на триене на линеен метър от дължината на тръбата (прорез) на въздухонагревателя е построена графика (фиг. 19, стр. 190). Общата стойност на съпротивлението на триене се получава чрез умножаване на стойността, получена от графиката на фиг. 19, по общата дължина на тръбата (слота) h, m.

Когато газове (въздух) протичат в тръбопроводи газ-въздух, със смесени газове, миещи тръбни снопове и в други случаи, когато делът на съпротивлението на триене в общата загуба на налягане в канала е малък, стойността на коефициента на съпротивление на триене l се приема постоянна независимо от стойността на Re.

Стойността на динамичното налягане, Pa, се определя от графиката (фиг. 16, стр. 185).

Графиките (фиг. 16-19) са начертани за сух въздух при налягане 760 mm Hg.

Устойчивост на тръбни снопове с напречно промиване

Съпротивлението на тръбните снопове по време на напречно измиване, както при наличие, така и при липса на топлообмен, се изразява с общата формула

Стойността на коефициента на съпротивление o в този случай зависи от броя на редовете и разположението на тръбите в снопа, както и от числото Re. Дебитът W се определя за компресирания участък на газопровода, разположен в аксиалната равнина на тръбите.

Съпротивленията на влизане и излизане от редовете на гредата не се изчисляват отделно, тъй като се вземат предвид в коефициента на съпротивление на гредата o.

Коефициентът на съпротивление на коридорната греда се определя от израза

o = o o Z 2,

където Z 2 е броят на редовете тръби по дълбочината на снопа; o o - коефициент на съпротивление на ред греда, в зависимост от съотношенията, както и от числото Re; s 1, s 2 - тръбни стъпки по ширината и дълбочината на снопа; d е външният диаметър на тръбите.

Стойността o o се определя по следните формули:

при s 1? s 2

за s 1 > s 2

С помощта на формулите е построена графика (фиг. 18, стр. 188), според която трябва да се определи коефициентът на съпротивление на един ред тръби в коридорен сноп o o. Кога е 1? s 2 стойността o gr, определена от основното поле на графиката, се умножава по един корекционен коефициент C s; когато s 1 > s 2, допълнително се въвежда коефициентът C Re, определен от второто спомагателно поле на графиката. Големината на динамичното налягане се определя от графиката.

За променливи стойности на стъпки, редуващи се в гредата, коефициентът на съпротивление се изчислява от тяхната средна аритметична стойност.

За котли с наддув с начално налягане в котела над 0,1 MPa не трябва да се използва графиката (фиг. 18, стр. 188), а коефициентът на съпротивление на лъча се определя с помощта на формули за изчисление.

Коефициентът на съпротивление на шахматна греда се определя от израза

o = o o (Z 2 + 1) ,

където Z 2 е броят на редовете тръби по дълбочината на снопа;

o o = C s Re -0,27,

където C s е коефициентът на форма на шахматната греда в зависимост от съотношението; s 1, s 2 - тръбни стъпки по ширината и дълбочината на снопа; - диагонална стъпка на тръбата.

На 0,14? ц< 1,7

за снопове с с 1 /д< 2,0

за греди с s 1 /д ? 2.0 Cs = 3,2.

На 1.7? ts? 5.2 („ограничени“ греди, в които диагоналното сечение е почти равно или по-малко от напречното сечение)

C s = 0,44 (q + 1) 2.

С помощта на формулите е построена графика (фиг. 17, стр. 186), която определя съпротивлението на един ред шахматно разположена греда, т.е. величина

За да се определи загубата на налягане в пакета, е необходимо да се умножат стойностите, намерени от графиката, по (Z 2 + 1).

С променливи стойности на стъпките, редуващи се в гредата, съпротивлението се изчислява въз основа на средната стойност на C s.

Локално съпротивление

Общи указания

Всяко локално съпротивление конвенционално се счита за концентрирано в определен участък от тракта, въпреки че в действителност загубата на механична енергия на потока, причинена от промяна във формата или посоката на канала, се случва в повече или по-малко дълъг участък от тракта. Следователно се приема, че местното съпротивление е разликата между действителната загуба на механична енергия в тази област и загубата, която би възникнала, ако формата и посоката на димоотвода се променят (съпротивление на триене).

Всички локални съпротивления, както при наличие, така и при липса на топлообмен, се изчисляват по общата формула

Големината на динамичното налягане се определя от графиката на фиг. 16, стр. 185 в зависимост от проектната скорост на потока и температура.

Стойността на коефициента на местно съпротивление o се взема в зависимост от вида на местното съпротивление, съгласно инструкциите, дадени по-долу. За всички местни съпротивления o, като правило, се приема, че не зависи от числото Re, тъй като стойностите на последното са доста големи за големи напречни сечения на газови и въздуховоди на котелни агрегати.

Съпротивления, причинени от промени в напречното сечение

За всяко локално съпротивление, свързано с промяна в напречното сечение, числената стойност на коефициента на съпротивление зависи от това кой участък, т.е. за каква проектна скорост се отнася? При преход, ако е необходимо, към скорост в друг участък, коефициентът на съпротивление се преизчислява по формулата

където o 1 е коефициентът на съпротивление, свързан със скоростта в участъка.

Съгласно графика на фиг. 20, стр. 191 се определят коефициентите на съпротивление за внезапни промени в напречното сечение в зависимост от съотношението на напречните сечения. Стойностите на коефициента на съпротивление винаги се отнасят за скоростта в по-малката секция.

Коефициентите на съпротивление на дифузорите зад вентилатора (димоотвода) при наличие на последваща нагнетателна секция се определят съгласно графиката на фиг. 21, стр. 191 в зависимост от степента на разширение (съотношението на изходящата и входната секции) на дифузора и неговата относителна дължина. Тази дължина е равна на отношението на дължината на дифузора към размера на входната секция, лежаща в равнината на по-големия ъгъл на отваряне, а при същите ъгли на отваряне - към по-големия размер.

Коефициентът на съпротивление на дифузора зад вентилатора практически не зависи от това дали дифузьорът е плосък или пирамидален и се определя за двата типа с помощта на една и съща графика.

Изчисляването на местните коефициенти на съпротивление, причинени от промяна в напречното сечение за други случаи, е дадено в „Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации (нормативен метод)“.

Завои (сгъвания и лакти)

Завой (плавен „нормален“ завой) е завой, при който, когато входната и изходната секции са равни, закръглянията на двата ръба - външен и вътрешен - са дъги от концентрични кръгове

r in > 0 и r n = r in + b,

където r int, r n са радиусите на кривината на вътрешните и външните ръбове; b е размерът на канала в равнината на въртене, за кръгъл канал b = d.

Тъй като закръглянията на двата ръба на такъв завой се описват от общ център, кривината на завоя се характеризира с радиуса на закръгление на централната линия на канала r, с r/b > 0,5.

Ако няма заобляне на външния ръб, а също и при еднакви радиуси на кривина на двата ръба, завоят се нарича коляно (остър завой). Не трябва да се използват завои с двата остри ръба и особено със заобляне на единия външен ръб (rn > 0 при rin = 0).

Коефициентът на съпротивление за всички завои без промяна на напречното сечение се изчислява по общата формула

o = K D o o BC,

където o o е началният коефициент на съпротивление на завъртане, в зависимост от формата и относителната му кривина; KD е коефициент, който отчита влиянието на грапавостта на стените. При обичайната грапавост на стените на газопроводите и въздухопроводите и димоотводите на котлите, средната стойност на KD се приема равна на 1,3 за завои и 1,2 за колена. Стойността на произведението K D o o за колена със заоблени ръбове се определя от графиката на фиг. 29, стр. 196 при F 2 / F 1 = 1. За колена без заобляне на ръбовете K D o o = 1,4. B - коефициент, определен в зависимост от ъгъла на завъртане, при ъгъл 90 o B = 1. C е коефициентът, определен за завои със заоблени ръбове и завои в зависимост от съотношението на размерите на напречното сечение a/b (където a е размерът, перпендикулярен на равнината на въртене) съгласно съответната крива на графиката на фиг. 30, стр. 196. За кръгло или квадратно сечение C=1; за колена с остри ръбове, C=1 може да се вземе за всички стойности на a/b.

Коефициентите на съпротивление за завои с промяна на напречното сечение (както дифузори, така и конфузори), свързани със скоростта в по-малкия участък на завиване, се изчисляват по обща формула. Стойността на K D o o се определя от графиката на фиг. 29 в зависимост от съотношението на изходните F 2 и входните F 1 секции. За завои със закръглени ръбове с еднакви размери на закръглянията на двата ръба, тази стойност също зависи от относителната кривина на закръглянията на ръбовете r/b, където b е размерът в равнината на въртене за по-малката секция, параметър a/b за тези завои се взема по входната секция.

При липса на стабилизиращ участък зад завоя на дифузора или неговата малка дължина (по-малко от три еквивалентни диаметъра на изходния участък), стойността на коефициента на съпротивление се увеличава 1,8 пъти.

Коефициентът на съпротивление на огъване с водещи листове (тънки концентрични остриета) се изчислява по общата формула. При условие, че потокът е изравнен преди изхода, параметърът a/b се изчислява, като се вземе предвид инсталирането на листове, т.е. стойността b се приема равна на ширината на единичните канали, образувани от съседни листове. При неравномерен поток ефектът от инсталирането на направляващи плочи не се взема предвид при изчисляване на съпротивлението.

Няма общи препоръки за определяне на коефициентите на съпротивление на завои с направляващи лопатки. За 90 ° завои с оптимален брой направляващи лопатки могат да бъдат приблизително взети следните стойности на коефициентите на съпротивление (като се вземе предвид грапавостта на стените):

Обръща се в тръбни снопове

По-горе бяха разгледани само завои в тръбопроводи газ-въздух, които не са затрупани с тръби. Въртенето на потока вътре в сноп от тръби представлява по-сложно локално съпротивление поради взаимното влияние на въртенето и снопа върху стойността на тяхното съпротивление.

За ротации в греди се приема условен метод на изчисление. Съпротивлението на тръбния сноп се изчислява независимо от наличието на огъване и се взема коефициентът на местно съпротивление на последния:

при завъртане на 180 o o = 2,0;

при завъртане на 90 o o = 1,0;

при завъртане с 45 o o = 0,5.

В този случай скоростта на потока в завоя се изчислява, като се вземе предвид запушването на напречното сечение с тръби.

Във всички случаи на промени в напречното сечение на димоотвода в началото и в края на завъртане в снопа, независимо дали има стесняване или разширяване на напречното сечение, местното съпротивление на такъв завой се изчислява въз основа средно от началната и крайната скорост. Завъртанията на 180° в лъч се изчисляват като се използва средната стойност на три скорости: в началото, в средата и в края на завоя.

Изчисляването на коефициента на местно съпротивление за други случаи е разгледано по-подробно в „Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации (нормативен метод)“.

2. Изчисляване на пътя на газа

Общи указания

Изчисляването на газовия път се извършва за номиналния товар на котелния агрегат, ако има завършено термично изчисление за същия товар. Следователно основните изходни данни - скорости и температури на газа по трасето, отворени сечения и други проектни данни за конвективните газопроводи на блока, с изключение на стойностите на еквивалентния диаметър, се вземат от топлинното изчисление.

Съпротивленията на отделните газопроводи се изчисляват въз основа на средните условия за даден газопровод (скорост, температура и т.н.), с изключение на индивидуалните локални съпротивления, концентрирани в началото или края на даден газопровод. Последните се изчисляват според условията за участъка от тракта, към който са приписани тези местни съпротивления.

При изчисляване на съпротивлението на въртене, лежащо между два отделно изчислени снопа, се допуска като начална и крайна скорост да се вземат изчислените скорости от термичното изчисление, свързани със средните температури на потока и излишния въздух в същите снопове, без да се посочват за температура и излишък между сноповете.

където h d1, h d2 се определят от съответните стойности на скоростта на потока и температурата за всеки лъч съгласно графиката на фиг. 16, стр. 185.

Коефициентите на съпротивление за завои между гредите се вземат в съответствие с препоръките на стр. 70.

Поради факта, че изчислението не отчита редица специфични аспекти, характерни за потока при реални условия, теоретично изчислените съпротивления на отделните газопроводи на блока се коригират чрез умножаване с корекционния коефициент k. Стойностите на този корекционен коефициент за различни конструктивни типове димоотводи с нормална степен на замърсяване, т.е. без неприемливо големи отлагания, запушващи секциите, са получени в резултат на обработката на редица промишлени тестове на котелни агрегати и са дадени по-долу в разделите, посветени на съответните елементи на агрегата.

Снопове на намотки (прегреватели, економайзери с гладка тръба и преходни зони) и екранни повърхности

Този тип включва всички тръбни снопове, състоящи се от голям брой редици от тръби с малък диаметър (51 mm), напречно промити с газове. Надлъжното измиване на такива греди е рядко и само частично.

Съпротивлението на снопове намотки, измити от чисто напречен поток, се изчислява по обичайния начин, който не изисква специално обяснение.

Екранните (полурадиационни) повърхности са поредица от паралелно свързани канали от страната на газа, чиито стени са оформени от голям брой тръби с малък диаметър. Движението на газовете често е насочено напречно, а понякога и покрай тези тръби.

Поради голямата относителна ширина на каналите, коефициентът на съпротивление на екраните, дори при напречно промиване на тръбите, е много малък. Като се има предвид това, във всички случаи е възможно да се изчисли съпротивлението, като се приеме, че екраните се измиват от надлъжен поток. В този случай трябва да се въведат редица опростявания.

Съпротивлението и гравитацията на екраните, разположени на изхода от пещта, изобщо не се вземат предвид, тъй като при относително ниски скорости на газа, високи температури и големи стъпки между лентите и двете величини приблизително се компенсират взаимно.

Съпротивлението на екраните, разположени в газопровода, се отчита при скорости на газа над 10 m/s. В този случай, както беше посочено, изчислението се извършва за надлъжно измиване по средната дължина на пътя. За опростяване, вместо еквивалентния диаметър на канала, двойната стъпка между екраните се замества във формулата. Коефициентът на съпротивление на триене, като се вземе предвид повишената грапавост, е l = 0,04.

Общото съпротивление на окачения паропрегревател при наличие на завъртане на газовете на 90 o вътре в снопа се състои от:

съпротивление на напречно измитата част, определено от скоростта, изчислена от напречното сечение на входа на снопа и от общия брой редове тръби;

съпротивление на надлъжно измитата част по дължина, равна на разстоянието между средата на входящия газов прозорец и края на долните бримки;

съпротивление на въртене в гредата с 90 °, изчислено от същите сечения на напречно и надлъжно измиване.

Корекционният коефициент k за снопове на намотки и екранни повърхности с нормална степен на замърсяване се приема равен на 1,2.

Тръбни въздухонагреватели

По правило димните газове в тръбните въздухонагреватели се движат вътре в тръбите. Газовото съпротивление на въздухонагревателя се състои от съпротивлението на триене в тръбите и съпротивлението на влизане и излизане от тръбите.

Скоростта в тръбите и температурата на потока за изчисляване на двете посочени съпротивления се приемат като средни за въздухонагревателя или неговата изчислена степен (от топлинни изчисления). Съпротивлението на триене се определя от фиг. 19, стр. 190, а съпротивлението поради промени в напречните сечения на входа и изхода се изчислява по формулата

където o in, o out - се определят съгласно фиг. 20, p. 191 в зависимост от съотношението на общата отворена площ на напречното сечение на тръбите към отворената площ на напречното сечение на газопровода преди и след въздухонагревателя.

Съотношението на жилищните секции (по-малки и по-големи) също може да се изчисли по формулата

където s 1, s 2 са стъпките на тръбите в снопа по неговата ширина и дълбочина.

Динамичното налягане се определя съгласно фиг. 16, p. 185.

Коефициентът на корекция на общото газово съпротивление на тръбните въздухонагреватели се приема за k = 1,1.

Газопроводи

Газопроводи на обекта въздухонагревател - колектор за пепелсе изчисляват въз основа на дебита и температурата на отработените газове (зад въздушния нагревател), взети от топлинното изчисление. Газопроводи в секции пепел колектор - димоотводи зад димоотвода се изчисляват въз основа на дебита и температурата на газовете в димоотвода. При липса на колектори за пепел газопроводите от въздухонагревателя до димоотвода се изчисляват въз основа на дебита на газа в димоотвода. За по-лесно изчисление обикновено се препоръчва да се определят дебитите на втория газ и да се изчислят скоростите от тях.

Консумацията на газ от димоотвода се изчислява по формулата

където В р - изчислен разход на гориво, като се вземе предвид механичното недогаряне, kg/s; V х - обем на продуктите от горенето на 1 kg гориво с излишък на въздух зад въздушния нагревател, m 3 / kg; DB - засмукване на въздух в газопроводи зад въздухонагревателя; - теоретично количество въздух на 1 kg гориво, m 3 / kg; - температура на газа в димоотвода, °C.

Приема се, че засмукването на въздух зад въздушния нагревател е Db = 0,001 на 1 m дължина на стоманени газопроводи и Db = 0,005 на 1 m дължина на тухлени тръби; за циклонен тип пепелоуловители или скрубери Db=0,05; за електрофилтри dB=0,1.

Стойностите на B p, V x и се вземат директно от топлинното изчисление.

Температура на газовете в димоотвода със стойност на засмукване зад въздухонагревателя dB? 0,1 се приема за равна на температурата на газовете зад въздушния нагревател (от термичните изчисления). При засмукване зад въздухонагревателя dB > 0,1 се определя по приблизителната формула

където b uh и е коефициентът на излишък на въздух в димните газове (зад въздухонагревателя) и тяхната температура, °C; t xv - температура на студения въздух, °C.

При скорости на газа под 12 m/s съпротивлението на триене в газопроводите не се взема предвид. При скорост на газа от 12-25 m/s съпротивлението на триене се изчислява само за един или два от най-дългите участъци с постоянно напречно сечение и получената стойност се умножава по съотношението на общата дължина на газопровода към дължината на изчислените участъци. При изчисляване на съпротивлението на триене за железни необлицовани газопроводи се приема приблизителната стойност на коефициента l = 0,02, а за железни или тухлени канали при d e? 0,9 m l = 0,03 и при d e< 0,9 м л = 0,04.

Местното съпротивление на газопроводите се състои от завои, клонове, промени в напречното сечение и порти. Всички местни съпротивления се изчисляват както обикновено. Стойността на коефициента на местно съпротивление o се определя в зависимост от формата на съпротивлението съгласно съответните графики. При изчисляване на секция с различни секции, всички коефициенти на местно съпротивление на секцията, за опростяване, се намаляват до една скорост, като се използва формулата

а общото съпротивление на участъка се изчислява от сбора на дадените коефициенти.

Местни съпротивления, чиято стойност е известна< 0,1, в расчетах при искусственной тяге не учитываются, если их не больше двух на участке; при трех и более сопротивлениях с о < 0,1 они учитываются упрощенно величиной о = 0,05 на каждое из таких сопротивлений, отнесенной к скорости на любом участке тракта.

Гладките завои в условията на котелни газопроводи (с R/b или R/d ≤ 0,9) обикновено представляват относително ниско съпротивление и следователно коефициентът на местно съпротивление на плавни завои с изкуствена тяга и скорости на газа не по-високи от 25 m/s се приема за постоянен, независимо от определящите размери на завоя, o = 0,3. Тази стойност се отнася за завъртане под ъгъл от 90°, а за други се преизчислява пропорционално на ъгъла на завъртане.

Местните коефициенти на съпротивление за резки завои се определят в зависимост от техните форми съгласно инструкциите, стр. 69.

Коефициентите на местно съпротивление за внезапни промени в напречното сечение в газопроводите се определят съгласно графиката на фиг. 20, p. 191. В този случай устойчивостта на внезапни промени в напречното сечение до 15% (F m / F b? 0,85) не се взема предвид. Съпротивлението на гладко нараства в напречното сечение (дифузори) до 30% (F 2 /F 1 ? 1.3) и плавно намалява в напречното сечение (конфузори) за всяко съотношение на сеченията в случай на ъгъл на отваряне b< 45 о.

Всички горепосочени опростявания при изчисляването на отделните малки съпротивления в газопроводите се използват само с изкуствена тяга.

Загубите на налягане, свързани с наличието на директни смукателни джобове на двусмукателните димососи, доставяни с димососите и представляващи тяхна неразделна част, не се вземат предвид отделно, тъй като те са отчетени във фабричните характеристики на машината.

Коефициентът на съпротивление на дифузора, монтиран непосредствено зад напорната тръба на димоотвода (вентилатор), се определя съгласно графиката на фиг. 21, стр. 191 в зависимост от степента на нейното разширение и относителна дължина. Последният е равен на отношението на дължината на дифузора към дължината на страната на началния участък, лежаща в равнината на по-големия ъгъл на отваряне, а при равни ъгли на отваряне - към дължината на по-голямата страна.

Коефициентите на съпротивление на типичните входове за комини, свързани със скоростта в захранващия димоотвод, се приемат за около in = 0,9 или около in = 1,4, в зависимост от входната верига.

Съпротивлението на входните и изходящите газопроводи в колекторите за пепел се изчислява заедно с други газопроводи. Съпротивлението на повечето колектори за пепел се определя подобно на всички местни съпротивления. Динамичното налягане, включено във формулата, се определя от графиката на фиг. 16, стр. 185; За всеки тип пепелоуловител е посочено при каква скорост се изчислява съпротивлението.

Коефициентите на съпротивление на пепелните колектори се вземат в зависимост от конструкцията им. За електрическите филтри стойността на съпротивлението се дава директно.

За типичен батериен циклон с въртящи се лопатки и вход без удар, коефициентът на съпротивление o bc = 65.

За предварително инсталирани акумулаторни циклони с елементи, имащи устройство за усукване на острието тип „гнездо“, o l? 90, а за елементи с двупосочни усукващи завъртания от типа "винт" - около in? 85.

Проектната скорост се определя от общата площ на напречното сечение на всички циклонни елементи

F o = n 0,785d 2, m 2,

където n е броят на паралелно свързани циклонни елементи в батерията; d - вътрешен диаметър на тялото на циклонния елемент, m.

Комин с изкуствена тяга

Изчисляването на тръба с изкуствена тяга не се различава фундаментално от изчисляването на други елементи на газовия път и се свежда до определяне на нейното съпротивление. Гравитацията на тръбата се изчислява отделно заедно с гравитацията по целия път на газа.

Температурата на газовете в комина се приема равна на температурата на газовете в димоотвода. Охлаждането на газовете в тръбата не се взема предвид.

Ако е посочена само височината на тръбата и диаметърът не е посочен, тогава вътрешният диаметър на тръбата на изхода се определя по формулата

където Vtr е газовият поток през тръбата, определен за случая на работа на всички котли, свързани към тръбата, при техния номинален товар, m 3 /s; W eq - скорост на газа на изхода на тръбата, m/s, взета съгласно фиг. 22, p. 192.

Крайната скорост W се определя въз основа на приетия диаметър на тръбата (фиг. 28, стр. 195).

Съпротивлението на комина е сумата от съпротивлението на триене и загубата на налягане с изходната скорост.

Съпротивлението на триене се изчислява с помощта на приблизителна формула, като се вземе предвид конусността на тръбата, като коефициентът на съпротивление на триене l = 0,03 се приема както за тухлени, така и за бетонни и железни тръби

Където аз- се взема средният наклон на вътрешните стени на тръбата за изчисляване на тухлени и стоманобетонни тръби аз = 0,02.

Загубата на налягане с изходна скорост W се изчислява с локален коефициент на изходно съпротивление o out = 1,1.

Динамичното налягане се определя, както във всички останали случаи, съгласно графиката на фиг. 16, стр. 185.

Впоследствие се правят корекции за даденото специфично тегло на газовете и налягане към сумата от съпротивленията на целия канал, включително комина.

Самосцепление

Големината на гравитационната тяга на всеки участък от газовия път, включително комина с изкуствена тяга, при налягане на входа на котела до 1,1 ata се изчислява по формулата

където H е вертикалното разстояние между средните точки на крайния и началния участък на даден участък от тракта, m; с о - плътност на димните газове при 760 mm Hg. и 0 °C, kg/m3; - средна температура на газовия поток в тази зона, °C; 1.2 - плътност на външния въздух при 760 mm Hg. и температура 20 °C; при температура, която се различава от 20 °C с повече от 10 °C, съответната стойност на плътността на въздуха, kg/m3, се замества.

Когато потокът е насочен нагоре, гравитацията е положителна (знак плюс), надолу - отрицателна. В първия случай намалява разликата в общото налягане на тракта, а във втория го увеличава.

Големината на гравитацията на 1 m височина h" s, Pa, при външна температура на въздуха 20 ° C се определя директно от долното поле на графиката на фиг. 23, стр. 192, в зависимост от обемната фракция на водната пара в димните газове и стойността на температурата на газовете при приетия излишък на въздух се взема от топлинното изчисление.

За да се определи общата гравитация, стойността h"c се умножава по височината H.

Промени в съпротивлението

Както бе споменато по-горе, всички индивидуални съпротивления на пътя на газа се изчисляват въз основа на плътността на въздуха, следователно, когато се сумират всички съпротивления на пътя, е необходимо да се коригира разликата в плътностите на димните газове и въздуха. В същото време трябва да се направят корекции за съдържанието на прах в димните газове и налягането.

Корекция за разликите в плътността на димните газовеи сух въздух при налягане 760 mm Hg. се добавя към сумата от съпротивленията на целия път (без гравитацията) под формата на общ множител. Стойността на Mc се определя от горното поле на графиката на фиг. 23, p. 192.

При монтаж на мокри пепелоуловители се правят корекции за разликите в плътностите отделно за зоните преди и след пепелоуловителите.

Корекция за съдържанието на прах в димните газовесе въвежда само със значително количество прах по същия начин, както при термичните изчисления, а именно: при слойно горене - само за шисти, а при камерно горене - само в случаите, когато

Прави се корекция за съдържанието на прах към сумата от съпротивленията на пътя от пещта до пепелоуловителя (без гравитацията) под формата на общ множител (1 + m zl.sr), където m zl.sr е средна концентрация на пепелни частици към пепелоуловителя. Съдържанието на прах в газовете зад колектора за пепел не се взема предвид.

Корекция на наляганетосе добавя към сумата от съпротивлението на целия тракт (без гравитацията) под формата на общ множител от 760/h bar, където h bar е средното барометрично налягане (mm Hg), което в нормални случаи се взема в зависимост от надморската височина на района над морското равнище. Ако тази надморска височина не надвишава 200 m, намаляването на барометричното налягане не се взема предвид, т.е. ако се приеме, че h bar = 760 mm Hg.

Като се вземат предвид всички корекции, общото съпротивление на тракта с изкуствена тяга и налягане на входа на котела е не повече от 0,11 MPa се изчислява по формулата

При монтаж на мокри пепелни колектори се правят корекции за разликата в намалените плътности за всеки термин поотделно.

Ако налягането на входа на котела е повече от 0,11 MPa, вместо корекцията 760/h bar се въвежда P 1 / P avg.

Изменение на земно притегляне

При изкуствена тяга не са необходими корекции на гравитацията и гравитацията, предварително изчислена за отделните участъци от тракта, се сумира алгебрично за всички тези секции и гравитацията на комина, както е посочено по-горе, се включва в гравитацията на газопроводи.

При естествена тяга се прави корекция само за барометричното налягане и нейният вид е обратен на подобна корекция за съпротивление. Това изменение се отнася до алгебричната сума на гравитацията в целия тракт под формата на общ коефициент от 760/h bar, което води до общата гравитация на тракта, равна на

В този случай, както беше споменато по-горе, гравитационната тяга на комина не се изчислява заедно с целия газов път, а в края на изчислението.

Обща разлика в налягането

Общият спад на налягането по пътя на газа се изчислява с балансирана тяга, като се използва формулата

DN p = h" t + DN - N s, Pa,

където h" t е вакуумът на изхода на пещта (пред първия лъч и в негово отсъствие - преди прегревателя), необходим за предотвратяване на избиване на газове, Pa, обикновено се приема h" t = 20 Pa ; DN е общото съпротивление на газовия път, включително необходимите корекции (за съдържание на прах, плътност и налягане на димните газове); N c - общата гравитация на газовия път, Pa.

Ако на изхода от пещта има разреден фестон с брой редове тръби Z 2? 5 при скорост на газ W? 10 m/s или повърхността на екрана, тяхното съпротивление и гравитация трябва да се пренебрегнат; на първия котелен сноп във вертикалните водотръбни котли не се вземат предвид, стойността на h "t в тези котли се означава като вход към напречно течащата секция.

Изчислената разлика в общото налягане по пътя на газа е необходима, за да изберете димоотвод с изкуствена тяга или да изчислите височината на комина с естествена тяга.

3. Изчисляване на въздушния път

Изчисляването на пътя на въздуха, както и пътя на газа, се извършва за номиналния товар на котелния агрегат. Всички първоначални данни: температура на въздуха, отворено сечение и средна скорост на въздуха във въздухонагревателя и др. са взети от топлинни изчисления.

В края на изчислението се прави корекция за налягане към сумата от съпротивленията на целия път. Гравитационното газене по пътя също се изчислява отделно.

Канал за студен въздух

Температурата на студения въздух t cold, засмукан от вентилатор от котелното помещение, при изчисляване на стандартни конструкции обикновено се приема за 30 °C.

Количеството студен въздух, засмукан от вентилатора, се определя по формулата

където b t е коефициентът на излишък на въздух в пещта; D b t и D b pl - засмукване на въздух в пещта в системата за подготовка на прах; D b vp - относително изтичане на въздух във въздухонагревателя, взето равно на засмукването в него от страната на газа.

При регулиране на част от горещия въздух във въздухонагревателя, без специален вентилатор за рециркулация, въздушният поток през вентилатора, като се вземе предвид рециркулацията, се изчислява по формулата

където в rts - относителното количество рециркулиращ горещ въздух, определено при топлинното изчисление на въздухонагревателя; " VP - температура на въздуха, нагрят в резултат на рециркулация, °C.

За този въздушен поток се изчисляват въздуховодът от вентилатора към въздушния нагревател и участъкът на смукателния въздуховод след въвеждането на рециркулационен въздух. Останалата част от смукателния въздуховод е предназначена за поток от студен въздух.

Изчисляването на въздушните тръбопроводи, подобно на газопроводите, се свежда главно до определяне на местни съпротивления. Съпротивлението на триене при скорости на студения въздух под 10 m/s може да не се взема предвид. При скорости на студен въздух от 10-20 m/s съпротивлението на триене се взема предвид приблизително: изчислява се съпротивлението на триене на един или два от най-дългите участъци с постоянно напречно сечение и получената стойност се умножава по съотношението на общата дължина на въздуховода към дължината на изчисления участък.

Въздухът, като правило, измива тръбите на въздушния нагревател отвън. Според естеството на въздушното измиване на тръбите се разграничават два вида тръбни въздухонагреватели: с напречно измиване на тръбите и въртене на въздуха извън снопа (използван главно в домашни конструкции) и със смесено измиване на тръби и въртене на въздуха вътре в снопа.

Средните скорости на въздуха и температури на потока се вземат при изчисляване на съпротивлението на въздушния нагревател от топлинното изчисление.

Съпротивлението на въртене в байпасната кутия, включително във вътрешната кутия на двупоточен въздушен нагревател, се определя по обичайната формула за локални съпротивления с коефициенти на местно съпротивление: при завъртане на 180 o o = 3,5; при завъртане на 90 o o = 0,9.

Устойчивост на въртене на 180 o в композитна кутия на разстояние между входната и изходната секции на въртенето А? 0,5h, където h е височината на хода, се приема за равно на сумата от съпротивленията на две завъртания на 90°.

Проектният участък на завой от 180° за определяне на скоростта се изчислява като средната стойност на три участъка: на входа, в средата на завоя (напречното сечение на кутията) и на изхода; завой на 90° се изчислява като се използва средната стойност на двете скорости. Входящите и изходящите участъци се вземат в пълния им размер, без да се взема предвид запушването на тръбите, т.е. точно до размера на кутията. Съпротивлението на едно завъртане се умножава по броя им.

Коефициентът на корекция на общото съпротивление от страната на въздуха на тръбния въздухонагревател се приема за k = 1,05.

Канал за горещ въздух

Температурата на горещия въздух се взема директно от топлинното изчисление.

Консумацията на горещ въздух се определя в съответствие с топлинното изчисление по формулата

За този дебит се изчислява въздуховодът от въздухонагревателя до горивното устройство или до точката, където част от горещия въздух се изпуска в системата за подготовка на прах. Количеството въздух, изпускан в системата за прахоулавяне, се определя според изчислителните данни на последната. Останалата част от канала се изчислява в този случай въз основа на остатъчния поток горещ въздух (вторичен въздушен поток).

Съпротивлението на участъка от смесителите за прах до изхода към пещта се изчислява съгласно инструкциите на „Стандарти за изчисляване и проектиране на инсталации за подготовка на прах“.

При рециркулация на част от горещия въздух във въздушния нагревател, като въздухът се поема от въздуховода от въздушния нагревател до точката, където се поема рециркулиран въздух, въздуховодът е проектиран за увеличен въздушен поток, а именно

V gv + V rc, m 3 / s,

където, m 3 /s.

Изчисляването на съпротивлението на тръбопровода за горещ въздух се извършва в съответствие с всички опростявания, посочени за изчисляване на газопроводи с изкуствена тяга.

Горивни устройства

Изчислената стойност на общото въздушно налягане, необходимо за преодоляване на съпротивлението на горивното устройство, се приема равна на:

а) по време на факелно горене в случаите, когато съпротивлението на пътя на първичния въздух се преодолява поради вентилатора на мелницата или самовентилацията на мелницата - разходът на налягане за преодоляване на съпротивлението, което възниква, когато вторичният въздух преминава през горелката, дюзите или слотове, включително загубата на динамично налягане, когато въздухът излиза в пещта. В случаите, когато съпротивлението на първичния въздушен път се преодолява поради налягането на нагнетателния вентилатор (верига с подаване на горещ въздух от прах, котли с компресор и др.) и общата загуба на налягане в този път е по-голяма, отколкото във вторичния въздушен път, стойността на съпротивлението на горивното устройство се определя съгласно инструкциите на „Норми за изчисляване и проектиране на инсталации за подготовка на прах“. При монтиране на вентилатори с гореща струя (HBF) в пътя на първичния въздух, изчисляването на загубата на налягане по пътя им в зоната до смесителите за прах се извършва съгласно горните инструкции, а в зоната от смесителите до горивната камера съгласно инструкциите на „Стандарти за изчисляване и проектиране на инсталации за подготовка на прах“;

б) по време на горене на слоя - съпротивлението на зоновите кутии на решетката и слоя гориво, лежащ върху решетката.

Съпротивлението на горелката (дюзи или процеп) спрямо вторичния въздух, включително загубата с изходна скорост, се изразява с формулата

където o е коефициентът на съпротивление на горелката, взет в зависимост от вида на горелката; за горелки с директен поток и дюзи за остър взрив (както и за канали за вторичен въздух в пещи за руднични мелници) o? 1,5; W 2 - вторична скорост на въздуха при излизане от горелката или слота

където V 2 е обемът на вторичния въздух, подаван през една горелка, m 3 / s; F 2 - изходна секция на горелката (дюзи или слот) за вторичен въздух, m 2.

Динамичното налягане се определя според графика.

За да се определи съпротивлението на горивния слой върху решетката по време на изгарянето на слоя, трябва да се използват експериментално установени стойности на налягането на въздуха под решетката, свързани с номиналното натоварване на котела.

Посочените стойности представляват само съпротивлението на горивния слой заедно с решетката; следователно, съпротивлението на всички въздухоразпределителни тела (подаване на зони и т.н.) се определя при изчисляване на въздуховоди.

Самосцепление

Гравитацията на всеки участък от въздушния път се изчислява по формулата

Ако проектната температура на външния въздух не е равна на 20 ° C, вместо стойността 1,2 се замества съответната стойност на плътността на въздуха при 760 mm Hg.

Силата на гравитацията на 1 m височина се определя съгласно графиката на фиг. 23, p. 192.

Гравитацията на въздушния път се изчислява само за две секции. Първи раздел- въздухонагревател, за който проектната височина се приема равна на разликата между котите на входа на канала за студен въздух и изхода на канала за горещ въздух. Втори раздел- целия тръбопровод за горещ въздух. Изчислената му височина се приема равна на разликата между височините на входа на горещия въздух от въздухонагревателя и входа в пещта (по оста на горелките или повърхността на решетката).

Общ спад на налягането по пътя

Изменение на съпротивленията

При сумиране на всички отделни съпротивления на въздушния път се прави само една корекция на налягането. Тази корекция, както и за пътя на газа, се прави на сумата от съпротивленията на целия път (без гравитацията) под формата на общ множител от 760/h bar. Барометричното налягане, при липса на специално назначение, се взема в зависимост от надморската височина на района над морското равнище. Ако тази височина не надвишава 200 m, не се прави корекция. тези. Приема се h bar = 760 mm Hg.

Така общото съпротивление на въздушния път се изразява с формулата

Обща разлика в налягането

За въздушния път гравитацията се взема предвид без никакви корекции. Общият спад на налягането във въздушния път (с балансирана тяга) се определя по формулата

DN p = DN - h s - h" t, Pa,

където h"t е вакуумът в пещта при нивото на входящия въздух, Pa.

Стойността h" t обикновено е по-голяма от вакуума на изхода на пещта h" t, взет при изчисляването на газовия път за количеството гравитация в пещта, и се определя от приблизителната формула

h" t = h" t + 9,5 N 1, Pa,

където H 1 е вертикалното разстояние между центровете на секциите на излизане на газ от пещта и вход на въздух в пещта, m.

4. Избор на димососи и вентилатори

Основни положения

След определяне на изчислените стойности на газовия или въздушния поток и съпротивлението на пътя (въз основа на общата разлика в налягането) при номиналния товар на котела, изборът на вентилатор или димоотвод се свежда до избор на машина, която осигурява необходимата производителност и налягане с подходящи резерви и консумира най-малко енергия по време на работа с възприетия метод на управление.

Основните параметри на вентилаторите и димососите са тяхната производителност и общо налягане.

Както беше посочено по-горе, изчисляването на канала се извършва за номиналния товар на котела. За определяне на проектния режим, като се вземат предвид различни експлоатационни отклонения от проектните условия, както и регулирани отклонения от гаранционните данни на производителите на вентилатори и димоотводи, се приемат коефициенти на безопасност.

Коефициентите на безопасност за димоотводи и вентилатори са взети за производителност при 1 = 1,05, за налягане при 2 = 1,1.

Определя се газовият поток

където B p е прогнозният разход на гориво, kg/s; V g - обемът на газовете зад въздухонагревателя, m 3 /kg; Db g - всмукване на въздух в газопровода зад въздушния нагревател; - теоретичен обем на въздуха, m 3 /kg; d - температура на газа пред димоотвода, °C.

Определя се въздушният поток

Подобни документи

Общи принципи на измерване на потока с помощта на метода на диференциалното налягане, изчисляване и избор на ограничително устройство и диференциален манометър; изисквания към тях. Зависимост на промените в обхвата на обемния дебит на средата от спада на налягането.

курсова работа, добавена на 02/04/2011


Дестилационен агрегат: характеристики и принцип на работа. Описание на принципа на работа на разходомер с постоянно диференциално налягане. Изчисляване на параметрите на ротаметъра. Изчисляване на резисторни съпротивления на измервателната верига на автоматичен потенциометър тип KSP4.

курсова работа, добавена на 04.10.2013 г


Измерване на разход на течни и газообразни енергоносители. Критерии за класификация на разходомери и разходомери. Грешка при измерване на потока за маркерни разходомери. Принципът на работа на устройства с електромагнитни етикети. Метод на диференциално променливо налягане.

курсова работа, добавена на 13.03.2013 г


Комплект устройства за производство на водна пара под налягане (или гореща вода). Компоненти на котелна инсталация, класификация в зависимост от показателите за ефективност. Котелни агрегати с естествена и принудителна циркулация (директен поток).

резюме, добавено на 07/07/2009


Изчисляване и характеристики на системата помпа-клапан и тръбопровод. Намиране на работната точка на системата върху графиката, изчисляване на скоростта на буталото за действителния дебит. Анализ на спада на налягането на вентила. Определяне на загуби от местно съпротивление на тръбопровод.

тест, добавен на 23.12.2011 г


Намиране на налягания в „характерни“ точки и построяване на диаграма на налягането на течността върху стената в избран мащаб. Определяне на силата на налягането на течността върху плоска стена и дълбочината на нейното приложение. Изчисляване на необходимия брой болтове за закрепване на капака на шахтата.

курсова работа, добавена на 17.04.2016 г


Съставяне на изчислителни схеми. Определяне на силите, действащи върху хидравличните цилиндри. Изчисляване на основните параметри на хидравличните двигатели. Изчисляване на необходимия дебит на работния флуид, полезен спад на налягането в хидравличните двигатели. Термично изчисляване на хидравлично задвижване.

курсова работа, добавена на 26.10.2011 г


Описание и принцип на действие на хидравличната верига. Определяне на налягането в кухините на инжекционния, дренажния и силовия цилиндър на хидравличното задвижване. Изчисляване на диаметъра на тръбопровода и скоростта на течността. Определяне на ефективността на задвижването при постоянно и циклично натоварване.

курсова работа, добавена на 27.01.2011 г


Схема на ректификационна стабилизираща колона. Материален и топлинен баланс на 500 000 тона суровина. Определяне на наляганията, температурите и броя на плочите в него. Изчисляване на числата на рефлукс и пара. Определяне на основните размери на стабилизационната колона.

курсова работа, добавена на 08.06.2013 г


Характеристики на хидравличните задвижвания на главното движение за задвижване на работната част на машината. Анализ на основните параметри на хидравличните двигатели. Изграждане на диаграми на дебитите и падовете на налягането, изчисления на помпата, мощността и задвижващия двигател.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Промишлена топлоенергетика

Курсова работа

Тема: „Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации“

Задача за курсовата работа „Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации“

Въведение

Целта на тази курсова работа е аеродинамичното изчисляване на котелна инсталация. За организиране на горивния процес котелните агрегати са оборудвани с устройства за тяга: вентилатори, подаващи въздух към горивната камера, димоотводи за отстраняване на димните газове от котела, както и комин, монтиран, като правило, общ за всички котелни агрегати. Съвременните котелни агрегати имат индивидуални димососи и вентилатори.

За да изберете теглещи устройства, се извършва аеродинамично изчисление на котелния агрегат, който се състои от две части. Първо се изчислява въздушният път на котелния агрегат. След това изчисление се извършва изборът на вентилатор. Втората част включва изчисляване на пътя на газа. Основната задача на това изчисление е изборът на димоотвод и комин.

Изходните данни за извършване на аеродинамичното изчисление са резултатите от топлинното изчисление, което предхожда аеродинамичното изчисление.

1. Теоретична част

Котелна инсталация е комплекс от устройства, разположени в специални помещения и използвани за преобразуване на химическата енергия на горивото в топлинна енергия на пара или гореща вода. Всяка котелна инсталация се състои от отделни елементи - устройства. Някои устройства са основни и котелното помещение не може да функционира без тях, други могат да се нарекат допълнителни и без тях инсталацията ще работи, но с по-висок разход на гориво и следователно с по-ниска ефективност; трети са механизми и устройства, които изпълняват спомагателни функции.

Основните елементи на котелното помещение включват:

· котли, пълни с вода и загрявани от топлина от изгаряне.

Котелът е топлообменно устройство, в което топлината от горещи продукти на горенето се прехвърля на вода. В резултат на това водата се превръща в пара в парни котли и се нагрява до необходимата температура във водогрейни котли.

· пещи, в които се изгаря гориво и се получават нагрети до високи температури димни газове.

Горивното устройство се използва за изгаряне на гориво и преобразуване на неговата химическа енергия в топлината на нагретите газове. Захранващите устройства (помпи, инжектори) са предназначени за подаване на вода към котела.

· димоотводи, през които се движат димните газове и при контакт със стените на котела отдават топлината си на последните;

· комини, с помощта на които димните газове се движат през димоотводи и след това след охлаждане се отвеждат в атмосферата.

Без изброените елементи дори и най-простата котелна инсталация не може да работи.

Спомагателните елементи на котелното помещение включват:

· устройства за връщане на гориво и прахоподготовка;

· пепелоуловители, използвани при изгаряне на твърди горива и предназначени за почистване на отработените димни газове и подобряване на състоянието на атмосферния въздух в близост до котелното помещение;

· вентилатори, необходими за подаване на въздух към пещта на котела;

· вентилатори за димоотвеждане, които увеличават тягата и по този начин намаляват размера на комина;

· захранващи устройства (помпи), необходими за подаване на вода към котлите;

· устройства за пречистване на захранващата вода, които предотвратяват образуването на котлен камък в котлите и тяхната корозия;

· водният економайзер се използва за загряване на захранващата вода преди постъпване в котела;

· въздухонагревателят е предназначен да загрява въздуха преди да влезе в пещта с горещи газове, напускащи котелния агрегат;

· устройства за термоконтрол и автоматизация, които осигуряват нормална и непрекъсната работа на всички части на котелното помещение.

Котелните инсталации в зависимост от вида на консуматора се разделят на енергийни, производствени и отоплителни и отоплителни. В зависимост от вида на произвежданата охлаждаща течност те се разделят на пара (за генериране на пара) и гореща вода (за производство на гореща вода).

Електрическите котелни централи произвеждат пара за парни турбини в топлоелектрически централи. Такива котелни обикновено са оборудвани с котелни агрегати с висока и средна мощност, които произвеждат пара с повишени параметри.

Индустриалните отоплителни котелни системи (обикновено парни) произвеждат пара не само за промишлени нужди, но и за отопление, вентилация и захранване с топла вода.

Отоплителните котелни системи (предимно гореща вода, но могат да бъдат и парни) са предназначени за обслужване на отоплителни системи, захранване с топла вода и вентилация на промишлени и жилищни помещения.

В зависимост от мащаба на топлоснабдяването, отоплителните котелни се разделят на локални (индивидуални), групови и районни.

Локалните отоплителни котелни обикновено са оборудвани с водогрейни котли, които загряват вода до температура не по-висока от или парни котли с работно налягане до. Такива котелни са предназначени да доставят топлина на една или няколко сгради.

Груповите отоплителни котелни осигуряват топлина на групи от сгради, жилищни райони или малки квартали. Такива котелни са оборудвани както с парни, така и с водогрейни котли, които като правило имат по-висока отоплителна мощност от котлите за местни котелни. Тези котелни обикновено се намират в специални сгради.

Котлите за централно отопление са проектирани да доставят топлина на големи жилищни райони; оборудвани са със сравнително мощни водогрейни и парни котли.

Парният котел е съд под налягане, в който водата се нагрява и превръща в пара. Топлинната енергия, подадена към парния котел, може да бъде топлина от изгаряне, електрическа, ядрена, слънчева или геотермална енергия. Има два основни типа парни котли: газотръбни и водотръбни.

Водогрейните котли са предназначени за производство на топла вода, използвана за отопление, топла вода и други цели. Котелът за гореща вода има един охладител - вода, за разлика от парния котел, който има два охладителя - вода и пара. В тази връзка парното котелно помещение трябва да има отделни тръбопроводи за пара и вода, както и резервоар за събиране на кондензат.

Водогрейните котелни се различават в зависимост от вида на използваното гориво, дизайна на котлите, пещите и др. И парната, и водогрейната котелна инсталация обикновено включва няколко котелни агрегата, но не по-малко от два и не повече от четири или пет. Всички те са свързани с общи комуникации - тръбопроводи, газопроводи и др.

Инсталациите, работещи с ядрено гориво, чиято суровина е уранова руда, стават все по-широко разпространени.

Аеродинамичното изчисляване на котелна инсталация е изчисление, което води до определяне на аеродинамичното съпротивление на пътя газ-въздух както на инсталацията като цяло, така и на нейните различни елементи. Нормалната работа на котелната инсталация е възможна при условие на непрекъснато подаване на въздух към пещта и отстраняване на продуктите от горенето в атмосферата, след като са охладени и изчистени от твърди частици. Подаването и отвеждането на продуктите от горенето в необходимите количества се осигурява чрез изграждането на газовъздушни системи с естествена и изкуствена тяга. В системи с естествена тяга, използвани в котелни инсталации с ниска мощност с ниско аеродинамично съпротивление по пътя на газа, съпротивлението на движението на въздуха и продуктите от горенето се преодолява поради тягата, създадена от комина. Когато котелната инсталация е оборудвана с економайзер и въздухонагревател и съпротивлението му по газовия път значително надвишава 1 kPa, системата газ-въздух е оборудвана с вентилатори и димоотводи. В котелна инсталация с балансирана тяга въздушният път работи под свръхналягане, създавано от вентилатори, а газовият тракт работи под вакуум; в този случай димоотводът осигурява вакуум в горивната камера, равен на 20 Pa. Изчисляването на съпротивлението на газовите и въздушните пътища на парни и водогрейни котли се извършва в съответствие със стандартния метод. Когато мощността на парата на котелната инсталация или видът на изгореното гориво се промени, съпротивленията на пътя се преизчисляват.

Движението на газовете в газовъздушния канал е придружено от загуба на енергия, изразходвана за преодоляване на силите на триене на газовия поток върху твърди повърхности. Съпротивленията, възникващи по време на движение на потока, условно се разделят на: съпротивление на триене, когато потокът тече в прав канал с постоянно напречно сечение, включително по време на надлъжно измиване на тръбен сноп; локално съпротивление, свързано с промяна във формата или посоката на потока, което условно се счита за концентрирано в една секция и не включва съпротивление на триене.

Газовите и въздушните вериги трябва да са прости и да осигуряват надеждна и икономична работа на инсталацията. Препоръчително е да се използва индивидуално оформление на опашните нагревателни повърхности, колектори за пепел и тяга без байпасни димоотводи и свързващи колектори. На дълги прави участъци се препоръчват газо-въздухопроводи с кръгло напречно сечение като по-малко металоемки и с по-малък разход на топлоизолация в сравнение с квадратни и прави. Газовите канали на парни и водогрейни котли, работещи с експлозивни горива, не трябва да имат зони, в които са възможни отлагания на неизгорели частици, сажди или лошо вентилирани зони. Общият спад на налягането в една котелна инсталация е сумата от спадовете на налягането в отделните елементи. За модули, работещи под вакуум, общата разлика се определя отделно за въздушния и газовия път. В котел под налягане се изчислява общото съпротивление газ-въздух.

2. Аеродинамично изчисляване на въздушната траектория

Целта на изчислението е да изберете вентилатор. За да изберете вентилатор, трябва да знаете m3/h и налягане HB, Pa. Всички първоначални данни (температура на въздуха, отворено сечение, средна скорост и т.н.) се вземат от топлинното изчисление.

Производителността на вентилатора се определя по формулата:

където b1 е коефициентът на безопасност на работата;

Vв -- количеството въздух, необходимо за захранване на пещта на котела, m3/h,

,

, m3/h

след това, m3/h

Стойностите на BP, V0, bt, Dbt, Dvvp, txv, v1 са взети от изходните данни.

1. се съставя аксонометрична диаграма на въздушния път на котелния агрегат от тръбата за всмукване на въздух до последната горелка;

2. целият път е разделен на участъци (участъците трябва да имат постоянен дебит и средна скорост);

3. за всеки участък се определят загуби на налягане от триене и местно съпротивление;

Налягането, развивано от вентилатора, се намира по формулата:

където b2 е коефициентът на безопасност за налягане, b2 = 1,1;

DRV - аеродинамично съпротивление на въздушния път на котелния агрегат.

Изчисляването на DRV, Pa, се извършва в следната последователност:

4. сумата от загубите на налягане UDP се добавя към съпротивлението на горелката DRgor: .

2.1. Аксонометрична диаграма на въздушния тракт

Фигура 1 показва аксонометрична диаграма на въздушния тракт. Числата съответстват на секциите, на които е разделен въздушният път, за да се опрости изчислението.

Фиг. 1. Въздушен път

2.2. Изчисляване на загуба на налягане във въздуховод

Загуба на налягане поради триене:

Загубата на налягане от местното съпротивление DRms, Pa, се определя по формулата:

където l е коефициентът на триене, в зависимост от числото на Рейнолдс и коефициента на грапавост на стените на канала ke, l = 0,02 - за стоманени тръби;

l -- дължина на участъка, m;

Uo - сумата от коефициентите на местно съпротивление;

de -- еквивалентен диаметър на напречното сечение на въздушния канал, m.

където F е площта на отвореното напречно сечение на канала, m2;

P - периметър на канала, m;

c - плътност на въздуха, kg/m3,

където t е температурата на въздуха, °C;

co -- плътност на въздуха при нормални условия, kg/m3;

W -- скорост на въздуха m/s.

където VВ е въздушният поток в дадена зона, m3/h;

F - площ на напречното сечение на тръбата, m2.

2.3 Изчисляване на раздел 1-2

В секция 1-2 има: тръба за всмукване на въздух, клапа, смукателен джоб, както и дифузьор (конфузор) за свързване на тръбата към джоба, който насочва въздуха към вентилатора.

, m2

Тръба 1120х1120 мм.

Живата площ на напречното сечение е равна на:

, m2

Еквивалентният диаметър на канала е:

, м

, Госпожица

Плътността на студения въздух е:

, kg/m3

Динамичното налягане е равно на:

, па

, па

Коефициентите на местно съпротивление в тръбата за всмукване на въздух са 0,3, а в клапата 0,1

За да се определи коефициентът на местно съпротивление на връзката на въздуховода със смукателния джоб, е необходимо да се знаят размерите на входа на джоба, които зависят от диаметъра на изхода. Изходът на джоба е директно свързан с входа на вентилатора. Следователно трябва да изберете вентилатор, но за това трябва да знаете налягането, което ще развие във въздушния тракт. Налягането на вентилатора зависи от загубата на налягане по целия път на въздуха, следователно, като изчислявам загубата на налягане в участъците на пътя на въздуха след вентилатора, определям приблизителната стойност на налягането. Въз основа на тази стойност на налягането и стойността на въздушния поток QB, ние избираме типа на вентилатора. След това, като изчислим загубата на налягане във връзката на тръбата на секция 1-2 със смукателния джоб и връзката на тръбата на секция 2-2 с изхода на вентилатора, правим изменение на стойността на налягането, създадено от вентилаторът, ако вентилаторът не може да създаде такова налягане, тогава е необходимо да изберете друг вентилатор.

Тогава загубата на налягане във всмукателната тръба и амортисьора ще бъде:

, па

Приблизителни загуби в района:

, па

вентилатор газова горелка

2.4 Изчисляване на раздел 2-2?

Този участък от въздуховода свързва изхода на вентилатора с въздушния нагревател. В този участък дебитът и плътността на въздуха остават същите като в участък 1-2, т.е. VВ = 66421,929 m3/h. Ако вземем размерите на въздуховода в зоната като в зона 1-2, т.е. 1120×1120 mm, тогава скоростта на въздуха и динамичното налягане ще останат непроменени.

Изчисляваме загубите от триене:, Pa

2.5.Изчисляванесъпротивление на нагревателя на въздуха

Въздушният нагревател е сноп от линейни тръби. Димните газове преминават вътре в тръбите (отдолу нагоре или отгоре надолу), които се измиват отвън с нагрят въздух. Подредбата на тръбите може да бъде както коридорна, така и шахматна. Съответно, съпротивлението на въздухонагревателя ще бъде съпротивлението на напречно измития коридор или шахматно разположения сноп от тръби.

Средна температура на въздуха във въздухонагревателя:

Нека преизчислим въздушния поток V и неговата плътност за въздухонагревателя:

, kg/m3

, m3/h

При аеродинамичното изчисление избираме: номер Z1 = 49 и Z2 = 79, стъпка S1 = 65 mm и S2 = 55 mm на тръбите съответно в напречните и надлъжните сечения, диаметър d = 40 mm, височина h = 2600 mm и дебелина на стената s = 4 mm тръби

Ширината на въздушния нагревател е:

, мм

Дължината на въздушния нагревател се определя по формулата:

, мм

, m2 , m2

Скоростта на въздуха във въздухонагревателя е равна на:

, Госпожица

Подреждането на тръбите във въздухоотоплителя е шахматно, тръбите са гладки.

Коефициентът на съпротивление на гладкотръбен шахматен сноп се определя в зависимост от:

- от относителната напречна стъпка на тръбите в снопа

- от коеф

Където

=1,04

Съпротивлението на шахматно разположен тръбен сноп се изчислява по формулата:

където е коефициентът на корекция, зависи от диаметъра на тръбите;

- коефициент на корекция, зависи от относителните стъпки на тръбите и;

- графично съпротивление на един ред тръби зависи от скоростта на потока и температурата.

При d=40 mm коефициент =0,96,

при =1.625 и коефициент =1.1

Въз основа на скоростта и средната температура определяме: = 0,8 mm воден стълб.

Тогава: mm ID = 662.999, Pa

Тръбата на участъка 2-2" е свързана към въздухонагревателя чрез рязко разширение: началната секция е 1120x1120 mm, крайната секция е 3350x2000 mm.

Коефициентът на съпротивление за рязко разширение на прав канал се определя в зависимост от съотношението на по-малкото напречно сечение към по-голямото:

, тогава ov = 0,75.

Загуба на налягане при рязко разширение: , Pa

Загубата на налягане в зоната, като се вземат предвид загубите във въздухонагревателя, е:

, па

2.6 Изчисляване на раздел 2?-3

Този участък от въздуховода свързва изхода на въздухонагревателя с тръбопроводите, подаващи нагрят въздух към горелките.

Обемът на нагрятия въздух VB, m3/h, подаден в горивната камера, се определя по формулата:

,

където tpv е температурата на нагрятия въздух, °C.

, m3/h

Площта на напречното сечение е:

, Госпожица

Тръба 1250?1600, мм

, m2

, м

Скорост на въздуха в тръбата: , m/s

Плътността на нагрятия въздух е:

, kg/m3

Динамичното налягане е равно на: , Pa

Изчисляваме загубите от триене: , Pa

Изходът на въздухонагревателя е свързан към секционната тръба чрез пирамидален конфузор (3350x2000 mm >1250x1600 mm).

Локалният коефициент на съпротивление на пирамидален конфузор се определя в зависимост от по-големия ъгъл на стесняване b. По-голям ъгъл на стесняване ще се получи, когато ширината на въздушния нагревател се намали до ширината на тръбопровода

;

Разбрахме.

Тъй като ъгълът е 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

На площадката има и завой под ъгъл 90°, чийто местен коефициент на съпротивление е o = 1.

, па

Общата загуба на налягане в секцията е равна на:

, па

2.7 Изчисляване на раздел 3-4

Въз основа на разхода на гориво определяме броя на горелките, използвани в котелната инсталация. За да направите това, разделете този дебит на газовата мощност на горелката. Да вземем горелката GPM-16, чийто газов капацитет е 1880 m3 / h.

Тогава броят на горелките е: 13950/1880 = 7,42, т.е. инсталираме 8 горелки.

За подаване на въздух към горелките, в началото на раздел 3-4 ще монтираме симетричен разделителен тройник. Всеки клон на тройника насочва въздушния поток към една горелка. Тъй като клоновете към горелките са симетрични, за да се определи загубата на налягане в секция 3-4, е достатъчно да се изчислят загубите в един клон.

За да изчислим, разделяме секция 3-4 на две: 1" - секция преди клона на потока към първата горелка; 2" - секция след клона. Съпротивлението на секция 3-4 ще бъде общото съпротивление на тези секции.

Парцел 1"

Theсекцията съдържа завой на 90° в симетричен тройник. Тъй като потокът в тройника е разделен на две равни части, обемът на въздуха, преминаващ през секцията, е равен на половината от дебита в предишната секция:

, m3/h,

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 1250800, мм

, m2

, м

Изчисляваме скоростта на въздуха в тръбата:

, Госпожица

Плътността на нагрятия въздух е =0,616, kg/m3

Динамично налягане: , Pa

Загуба на налягане поради триене: , Pa

Коефициентът на съпротивление при завъртане в симетричен тройник се определя по същия начин, както за страничен клон в асиметричен тройник при

където Fc е отворената площ на напречното сечение на тръбата преди разклонението; Fb-площ на живия участък на страничния клон на тройника; FP е площта на отвореното напречно сечение на тръбата в прохода на тройника.

Ако скоростите са равни преди клона и в страничния клон при разклоняване под ъгъл 90°, коефициентът на местно съпротивление.

Загуба на налягане в местни съпротивления: , Pa

Общата загуба на налягане в секция 1" е

, па

Парцел 2"

НаВ тази зона има разделителен асиметричен тройник, чиято площ на клона е равна на площта на прохода и съответно обемите на въздуха, преминаващи през прохода и клона, са равни.

Обемът на въздуха, преминаващ през тройника (секция 2") и през клона, е равен на

, m3/h,

площ на напречното сечение: , m2

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 12500.4, мм

, m2

, м

Изчисляваме скоростта на въздуха в тръбата: , m/s

Плътност на нагрятия въздух: =0,616, kg/m3

Динамично налягане: , Pa

Загуба на налягане при триене: Pa

Коефициентът на местно съпротивление при преминаване на тройника се определя в зависимост от съотношението на скоростите след и преди разклонението. Ако са равни.

Загубите на налягане от местните съпротивления са:

, па

Обща загуба на налягане в секция 2": , Pa

Общото съпротивление на секция 3-4 се приема за равно на:

, па

2.8 Изчисляване на раздел 4-5

В този участък въздуховодът е свързан към устройствата на горелката.

Изчисляваме съпротивлението на въздуховодите към всяка от горелките на един клон на секция 3-4 и след това, като избираме секцията с максимално съпротивление, получаваме загуби в секция 4-5.

2.8.1 Снабдяване Да се първи горелка

Theвходът е разклонение на асиметричен тройник в началото на 3-4 (2") сечение под ъгъл 45°, на което също има завой под ъгъл 45° и връзка с вход в горелка.

Обемът на въздуха, преминаващ през секция 4-5, е равен на, m3/h, площта на напречното сечение е равна на

, m2.

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 630x800, мм

, m2

, м.

Изчисляваме скоростта на въздуха в тръбата: m/s.

Плътността на нагрятия въздух е =0,616, kg/m3.

Динамично налягане: , Pa.

Загуба на налягане поради триене: , Pa.

Коефициентът на местно съпротивление на страничното разклонение на тройника под ъгъл 45° се определя в зависимост от съотношението на скоростите след и преди разклонението. Ако са равни, коефициентът на местно съпротивление.

В края на секция 4-5 въздуховодът е свързан към входа на горелката с размери 990x885 mm. За да свържете тръба 630x800 mm, е необходимо да инсталирате дифузьор.

Коефициентът на локално съпротивление на дифузора в директния канал се изчислява по формулата

където е коефициентът на пълнота на удара в зависимост от ъгъла на отваряне на дифузора;

- коефициентът на съпротивление за внезапно разширение се определя в зависимост от съотношението на по-малкото сечение към по-голямото:

, след това по график:

При разширяване на страна с размери 630 mm на 990 mm ще се получи по-голям ъгъл, отколкото при разширяване на страна с размери 800 mm на 885 mm, така че го определям от тази страна. Дължината на дифузора се приема за 500 mm.

Ъгъл на отваряне. По ъгъла определям това

Загубите на налягане от местните съпротивления са

, па

Общата загуба на налягане при подаването към първата горелка е

, па

2.8.2 Снабдяване ко второ горелка

НаВ този участък на въздуховода има завой под ъгъл 90° от участък 3-4 (2") и дифузьор, свързващ тръбата към входа на горелката.

Обемът на въздуха, преминаващ през този участък, е равен на обема на въздуха, преминаващ през участък 3-4 (2"), т.е. 28547,678 m3/h. Размерите на тръбопровода остават непроменени в сравнение с участък 3-4 (2"), следователно скоростта на въздуха и динамичното налягане остават непроменени.

Загубата на налягане поради триене е

, па

Коефициент на локално съпротивление на завъртане под ъгъл 45°.

Връзката на тръбопровода към втората горелка е подобна на връзката към първата горелка; съответно коефициентът на местно съпротивление има същата стойност, т.е. .

, па

Загуба на налягане в подаването на втората горелка

, па

Загубата на налягане в секция 4-5 се приема равна на захранващото съпротивление към първата горелка: , Pa.

Приблизителна стойност на загубата на налягане по пътя на въздуха:

татко

2.9 Съпротивление на горелката

Съпротивлението на устройството за горелка Dhgor, Pa, се изчислява по формулата:

където W е скоростта на въздуха в горелката, m/s,

където Fburn е площта, върху която се движи въздухът в горелката,

, m2 , m/s

Динамично налягане: , Pa

Съпротивление на горелката: , Pa

2.10 Избор на вентилатор

Аеродинамичното съпротивление на въздушния път на котелния агрегат е приблизително равно на: , Pa

Налягането, развивано от вентилатора, е равно на:

, Pa = 378,665 mm воден стълб.

Използване на производителност на вентилатора:

Qв =69747.025, m3/h

и натиск

НВ = 378,7 mm воден стълб,

създаден от него, избираме вентилатор според графиката на обобщените характеристики. Избираме вентилатор VDN-17 със скорост на въртене 980 об / мин.

В таблицата с конструктивните характеристики на вентилатора намираме размерите на входните и изходните отвори на вентилатора: d = 1700 mm; a = 630 mm; b = 1105 mm.

След като изберем вентилатора, изчисляваме загубата на налягане в секции 1-2 и 2-2." След като преизчислим загубата на налягане, намираме истинската стойност на налягането, което вентилаторът трябва да създаде.

2.11 Преизчисляване на раздел 1-2

Размери на входа на джоба:

a = 1,8 db = 1,8 1700 = 3060, mm

b = 0,92 dв = 0,92 1700 = 1564, mm

Тръбопроводът на секция 1-2 е свързан към джоба с помощта на дифузьор (1120x1120 mm > 1564x3060 mm).

Локалният коефициент на съпротивление на пирамидален дифузор се определя в зависимост от по-големия ъгъл на отваряне на дифузора и от съотношението на по-малкото сечение към по-голямото. По-голям ъгъл на отваряне ще се получи, когато страната на тръбопровода с размер 1120 mm се увеличи до страната на джоб с размер 3060 mm.

Ъгъл на отваряне b = 2arctg 0,32 = 39°. Използвайки ъгъл b, намираме cp = 1,1

Съотношението на по-малкото сечение към по-голямото е: ,

тогава ov = 0,6, .

Загубата на налягане в дифузора е равна на: , Pa

Загубите на налягане в смукателния джоб се изчисляват от скоростта на въздушния поток в джоба: , m/s.

Коефициентът на локално съпротивление в джоба е 0,1.

, па

Загубите на налягане от местните съпротивления в района са: Pa.

Общи загуби в участък 1-2: , Pa.

2.12 Преизчисляване на раздел 2-2"

Тръбата е свързана към изхода на вентилатора чрез рязко разширение (630×1105 mm > 1120×1120 mm).

Коефициентът на местно съпротивление при рязко разширяване на тръбата се определя в зависимост от съотношението на площта на по-малката секция към по-голямата:

,

тогава коефициентът на местно съпротивление на внезапно разширяване на ов = 0,2.

Загуба на налягане DR, Pa, от местно съпротивление след вентилатора се определя по формулата:

където W е скоростта на въздуха на изхода на вентилатора.

Скорост на въздуха на изхода на вентилатора: , m/s

, па

Загубите на налягане от местните съпротивления в района са:

татко

Общи загуби на обекта: , Pa

Чрез преизчисляване на загубата на налягане в секции 1-2 и 2-2", получаваме истинската стойност на загубата на налягане по пътя на въздуха.

Нека комбинираме резултатите, получени при изчисляване на загубите на налягане във всички области в таблица (Таблица 1):

Таблица 1. Резултати от изчисленията на загубата на налягане във всички секции

Загубите на налягане по целия въздушен път са:

Налягане на вентилатора:

Pa = 397.275, mm вода. Изкуство.

Използване на производителност на вентилатора

Qв =69747.025, m3/h

Нв = 397.275, mm вод. Изкуство.,

създаден от него, според графиката на аеродинамичните характеристики на вентилатора VDN-17 със скорост на въртене 980 об / мин, намираме стойността на ефективността на вентилатора: z = 0,81.

Консумираната мощност от вентилатора Nв, kW, се изчислява по формулата:

където Qv е производителността на вентилатора, m3/h;

Hb - налягане, създадено от вентилатора, Pa;

звук -- ефективност на вентилатора, %.

3. Аеродинамично изчисляване на газовия път

Целта на изчислението е да се избере димоотвод и комин. За да изберете димоотвод, трябва да знаете неговата производителност Qd и налягането Nd, създадено от помпата.

Производителността на димоотвода Qd, m3/h, се определя по формулата:

където b1 е коефициентът на безопасност на работата: b1 = 1,05;

Vdg -- обем на димните газове, отстранени от димоотвода от котелния агрегат, m3/h,

,

където обемът на димните газове е температурата на газовете, напускащи котелния агрегат.

, m3,

тогава производителността на димоотвода Qd е равна на:

, m3/h

Налягането, създадено от димоотвода, се определя по формулата:

където b2 е коефициентът на безопасност при потребление, b2 = 1,1;

k2 е коефициент, който отчита разликите в условията на работа на димоотвода от условията, за които са съставени аеродинамичните характеристики на димоотвода,

,

където thar = 100 °C е температурата на димните газове, за които са съставени характеристиките на димоотвода,

Тогава

DRka = DRk + DRp/p + DRv ek + DRv/p + DRg/x + DRd tr ± DRs/t,

където DRka е загубата на налягане по газовия път на котелния агрегат, Pa;

DRk - аеродинамично съпротивление на самия котел, Pa;

DRp/p -- аеродинамично съпротивление на паропрегревателя, Pa;

DRv eq - аеродинамично съпротивление на водния економайзер, Pa;

DRv/p -- аеродинамично съпротивление на въздухонагревателя, Pa;

DRg/x - аеродинамично съпротивление на димоотводите, свързващи котела с крайните нагревателни повърхности, както и димоотвода и комина помежду си, Pa;

DRd tr -- аеродинамично съпротивление на комина, Pa;

DPs/t - гравитацията, развивана от комина, Pa.

3.1 Аксонометрична диаграма на газовия път

Фигура 2 показва аксонометрична диаграма на газовия път. Числата съответстват на секциите, на които е разделен газовият път, за да се опрости изчислението.

Фиг.2. Газов път

Легенда:

· I - котел;

· II - прегревател;

· III - воден економайзер;

· IV - въздухонагревател;

· V - димоотвод;

· VI - комин;

3.2. Аеродинамично съпротивление на котела

Котелът се състои от горивна камера, облицована отвътре с екранни нагревателни повърхности, през които циркулира водата. Да приемем, че общите размери на котела са 15?

където ДРр е вакуумът на изхода на пещта (20 ~ 30 Pa). Да вземем DRr = 25 Pa;

ДР4пов -- загуба на налягане при четири резки завъртания под ъгъл 90° в камерата, Ра;

DPkp - загуба на налягане в котелни снопове, Pa;

DPrs - загуба на налягане по време на рязко стесняване на входа на канала на газовия път, Pa.

Обем на димните газове, преминаващи през котела:

, m3

Площта на котелната камера е:

, m2

Скорост на димните газове в котелната камера:

, Госпожица

Плътността на димните газове c, kg/m3, се изчислява по формулата:

, kg/m3

Динамично налягане: , Pa

Загубата на налягане по време на четири резки завъртания под ъгъл от 90° (o = 1) е: , Pa

3.3 Съпротивление на бойлерна греда

Котелният сноп в котела се формира от екранни тръби на задната стена на котела, върху които има Z тръби с диаметър d = 50 mm със стъпка 60 mm. Броят на тръбите на задната стена е:

.

Нека направим коридорен котелен сноп от Z2 = 3 реда със стъпка S2 = 70 mm, след което във всеки ред ще има Z1 = 83 тръби, разположени със стъпка S1 = 3 60 = 180 mm. Височината на гредата е 3000 мм. Въз основа на броя на тръбите в напречното сечение и тяхната стъпка определяме ширината на котела:

м.

Коефициентът на съпротивление на гладкотръбния сноп от коридорни тръби се определя в зависимост от:

· от относителната напречна стъпка на тръбите,

· от относителната надлъжна стъпка на тръбите,

· от коеф.

Когато y1 > y2 и 1? w? 8 коефициент на местно съпротивление на коридорен тръбен сноп o се определя по формулата

при y1 = 3.6 коефициент Cy = 0.495.

Площта на напречното сечение, по която се движат димните газове в лъча, е равна на:

Скоростта на димните газове в лъча е равна на

При W = 3.012 коефициент ogr = 0.67,

с ogr = 0,67 и w = 6,5 коефициент CRe = 0,24. .

Загубата на налягане в тръбен сноп е:

Коефициентът на местно съпротивление на входа на канал с прави ръбове, изравнени със стената, е 0,5,

тогава, татко

В резултат на това получаваме: , Pa

3.4 Аеродинамично съпротивление на прегревателя

Разположението на намотките в паропрегревателя може да бъде или коридорно, или шахматно. Съответно, съпротивлението на прегревателя е съпротивлението на коридора или шахматно разположените тръбни снопове.

Да приемем: разположението е шахматно, тръбите са гладки. Броят на тръбите в напречното сечение е Z1 = 104, а по дължината на димните газове Z2 = 59. Тръбите са разположени съответно на разстояние S1 = 60 mm и S2 = 45 mm. Диаметърът на тръбите е 32 мм. Височината на тръбите е 4000 мм.

Размери на прегревателя:

· височина h = 4000, mm;

· ширина b = (Z1 + l) · S1 = (l04 + l) · 60 = 6300, mm;

· дължина l = (Z2+1) · S2 = (59 + l) · 45 = 2700, mm.

Коефициентът на съпротивление на шахматен сноп с гладка тръба се определя в зависимост от съотношението:

Съпротивление на шахматно разположен тръбен сноп Dh, mm вода. Чл., при 0,1? 1,7 се намира по формулата:

При d = 32 mm Cd = 1,005,

с y1 = 1.88 и коефициент Cs = 1.07.

Живата площ на напречното сечение на гредата е равна на:

Средна температура на димните газове в паропрегревателя:

Плътността на димните газове в паропрегревателя е:

Обем на димните газове в паропрегревателя:

Скоростта на димните газове в паропрегревателя е:

Въз основа на скоростта и средната температура определяме Dhgr, mm вода. Изкуство.:

Dhgr = 0,6, mm вода. Изкуство.

Съпротивление на прегревател:

Дh = , mm воден стълб = 379.771, Pa

3.5 Аеродинамично съпротивление на воден економайзер

Икономайзер със стоманена намотка е сноп от тръби, сглобени от стоманени намотки с диаметър 28 или 32 mm, с дебелина на стените 3 или 4 mm. Димните газове протичат напречно през намотките. Разположението на бобините може да бъде коридорно или шахматно. (Приехме шахматно подреждане на намотките).

Броят на тръбите в напречното сечение е Z1 = 74, а по дължината на димните газове Z2 = 74. Тръбите са разположени съответно на разстояние S1 = 70 mm и S2 = 40 mm. Диаметърът на тръбите е 32 мм, височината на тръбите е 3500 мм.

Размери на економайзера:

· дължина (височина на кипящия лъч) h = 3500, mm.

· ширина (ширина на кипящия лъч), mm;

· височина (дължина на кипящия лъч), mm;

Съпротивлението на шахматно разположен тръбен сноп зависи от;

Съпротивление на шахматно разположен тръбен сноп Dh, mm вода. чл., при y1? 3 и 1.7? ts? 6.5 се изчислява по формулата:

При d = 32 mm коефициент Cd = 1,005,

с y1 = 2.19 и y2 = коефициент CS = 1.07.

Площ на живо сечение на лъча:

Средната температура на димните газове във воден економайзер е:

Среден обем димни газове, напускащи економайзера:

Обем на димните газове в економайзера:

Скоростта на димните газове в економайзера е:

Въз основа на скоростта W = 9,351 m/s и средната температура °C, определяме Dhgr, mm вода. Арт.: Dhgr = 0,69.

Съпротивление на економайзера:

мм вода Чл. = 545.92, Pa

3.6 Аеродинамично съпротивление на въздухонагревателя

Съпротивлението на въздухонагревателя се състои от съпротивлението на триене в тръбите и съпротивлението на влизане и излизане от тръбите. Параметрите на въздушния нагревател се вземат от въздушния път на котелния агрегат.

Размери на въздушния нагревател:

· h = 2600 mm,

· b = 3250 mm,

· l = 4950mm;

Диаметър и дебелина на тръбите: d = 40 mm; s = 4 mm;

Брой тръби: Z1 = 49, Z2 = 79;

Разстояние между осите на тръбите: S1 =65 mm, S2 = 55 mm;

Живата площ на напречното сечение на гредата е равна на:

Средна температура на димните газове във въздухонагревателя:

Среден обем димни газове, напускащи въздухонагревателя:

Обем на димните газове във въздухонагревателя:

Скорост на движение на димните газове във въздухонагревателя:

Съпротивлението на триене в тръбите се изчислява по формулата:

където Dh?gr - зависи от средната температура на потока и от скоростта на потока, Dh?gr = 22, mm вод. st./m;

Ssh -- корекционен коефициент за грапавост, Ssh = 0,92;

l -- обща дължина на тръбите, m;

мм вода Изкуство. = 982.844, Pa

Съпротивлението на входа на тръбите и на изхода от тях се изчислява по формулата:

където m е броят на отделните кубчета, последователно разположени по протежение на газовия поток, m = 1;

ovkh и ov - коефициентите на входа и изхода се определят в зависимост от съотношението на общата площ на отвореното напречно сечение на тръбите към площта на отвореното напречно сечение на газопровода преди и след въздухонагревателя.

При = 0,368 коефициентите на местно съпротивление на входа и изхода на димните газове в тръбите на въздухонагревателя са равни съответно на ovx = 0,33 и ovh = 0,45.

Плътност на димните газове във въздухонагревателя:

Динамична глава:

тогава, татко

В резултат на това съпротивлението на въздушния нагревател е равно на:

3.7 Аеродинамично съпротивление на газопроводи в канала

3.7.1 Изчисляване парцел 1-2

Theчаст от димоотвода свързва изхода на котела с прегревателя.

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на обема на димните газове, напускащи котела, т.е. V1-2 = 356854,286, m3/h.

Площ на напречното сечение:

, m2

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 3550?2800, мм.

Жива площ на напречното сечение:

, m2

, м

, Госпожица

Динамична глава:

, па

Изчисляваме загубите от триене:

, па

Тръбата е свързана към изхода на котела (3550×2800 мм) без локално съпротивление. Тръбата на секция 1-2 е свързана към паропрегревателя чрез рязко разширение: началната секция е 3550 × 2800 mm, крайната секция е 6300 × 4000 mm.

При = 0,394 коефициенти на локално съпротивление ovx = 0,29 и ov = 0,39, Pa

, па

3.7.2 Изчисляване парцел 3-4

Theчаст от димоотвода свързва прегревателя с водния економайзер.

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на:

, m3/h

Площ на напречното сечение:

, m2

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 3350?2240, мм

Жива площ на напречното сечение:

, m2

Еквивалентен диаметър на димоотвода:

, м

Скорост на димните газове в тръбата:

, Госпожица

Плътност на димните газове при 755 °C:

, kg/m3

Динамична глава:

, па

Изчисляване на загубите от триене

, па

Изходът на прегревателя е свързан към тръбата с помощта на пирамидален конфузор (6300 × 4000 mm > 3350 × 2240 mm). Локалният коефициент на съпротивление на пирамидален конфузор зависи от по-големия ъгъл на стесняване b, който в този случай ще бъде, когато ширината на прегревателя се намали до ширината на тръбата:

Получаваме b = 58°. Тъй като ъгълът е 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Коефициент на местно съпротивление на завъртане под ъгъл 90° o = 1.

Тръбата е свързана към входа на водния економайзер с рязко разширение (3350×2240 mm > 5250×3500 mm).

Съотношението на площта на по-малката секция към площта на по-голямата секция е:

,

тогава ov = 0,4.

Загубите на налягане в местните съпротивления са:

, па

Обща загуба на налягане в зоната:

, па

3.7.3 Изчисляване парцел 5-6

Theчаст от димоотвода свързва водния економайзер с въздушния нагревател.

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на:

, m3/h

Площ на напречното сечение:

, m2

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата:

тръба 2000?3550, мм

Жива площ на напречното сечение:

, м

Еквивалентен диаметър на димоотвода:

, м

Скорост на димните газове в тръбата:

, Госпожица

Плътност на димните газове при 545°C:

, kg/m3

Динамична глава:

, па

Изчисляваме загубите от триене:

, па

Изходът на водния економайзер е свързан към тръбата с помощта на пирамидален конфузор (5250 × 3500 mm > 3550 × 2000 mm). По-голям ъгъл на стесняване в този конфузор ще бъде, когато ширината на водния економайзер се намали до ширината на тръбата:

.

Получаваме b = 53,13°. От 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

В края на секция 5-6 тръбата е свързана към входа на въздухонагревателя (4950 × 3250 mm). За да свържете тръба 3350x2000 mm, е необходимо да инсталирате пирамидален дифузьор.

Коефициентът на локално съпротивление на дифузора в директен канал се изчислява по формулата.

Съотношението на по-малката секция към по-голямата е:

, тогава ov = 0,39.

При разширяване на страна с размери 3350 mm до 4950 mm се получава по-голям ъгъл, отколкото при разширяване на страна с размери 2000 mm до 3250 mm, така че определяме CR от тази страна. Дължината на дифузора се приема 3000 mm.

.

Ъгъл на отваряне: .

От ъгъл b определяме, че cp = 0,86. .

Коефициент на местно съпротивление на всеки от двата завъртания под ъгъл 90° o = 1

Загуба на налягане в местни съпротивления:

, па

Обща загуба на налягане в зоната:

, па

3.7.4 Парцел 7-8

Theчаст от димоотвода свързва въздухонагревателя със смукателен джоб, който насочва димните газове към изпускателния вентилатор.

В този участък има 1 коефициент на местно съпротивление за завой на 90° o = 1

Обемът на димните газове, преминаващи през зоната, е равен на обема на димните газове, отнесени от димоотвода, т.е. m3/h

Площ на напречното сечение:

, m2

Според получената площ избираме размерите и вида на тръбата според GOST:

тръба 1800?2240 мм

Жива площ на напречното сечение:

, m2

Еквивалентен диаметър на димоотвода:

, м

Скорост на димните газове в тръбата:

, Госпожица

Плътността на димните газове при 120 °C е:

, kg/m3

Динамична глава:

, па

Загубите от триене са:

, па

Свързване на въздушния нагревател към тръбата с помощта на конфузор (2000×3550 mm > 1800×2240 mm). По-голям ъгъл на стесняване в този конфузор ще бъде, когато ширината на въздушния нагревател се намали до ширината на тръбата:

Получаваме b = 47,2°. От 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

За да се изчисли загубата на налягане в смукателния джоб и във връзката на секционната тръба с джоба, е необходимо да се знаят размерите на входния отвор на джоба, които се определят в зависимост от размера на изходния отвор, който е равен на размера на входния отвор на димоотвода. За да направите това, трябва да изберете димоотвод. Нека определим загубата на налягане в секция 8-9 и в комина, както и гравитацията в комина. Нека изчислим приблизителното налягане, създадено от димоотвода, според което ще избера димоотвода. След това, чрез преизчисляване на загубите в секции 7-8 и 8-9, ще определим истинската стойност на налягането, създадено от димоотвода. Ако димоотводът не може да създаде такова налягане, тогава трябва да изберете друг.

Загуба на налягане в конфузора:

, па

Общи приблизителни загуби на налягане в района:

, па

3.7.5 Парцел 8-9

Theдимоотводната секция свързва изхода на димоотвода с комина.

В този участък има 2 завоя на 90°. Коефициент на местно съпротивление на завъртане под ъгъл 90° o = 1.

Обемът и плътността на димните газове, преминаващи през този участък, остават непроменени в сравнение с участък 7-8, ако вземем размерите на тръбопровода в този участък като същите като в участък 7-8, тогава скоростта на димните газове ще бъде; не се променя и съответно динамичното налягане

Загуби от триене:

, па

Димоотводът се свързва към комина с помощта на основа с единичен димоотвод с размери:

b = 3350 mm; a = 0,9 h = 0,9 3350 = 3015 mm.

За свързване на димоотвода към основата е необходимо да се монтира дифузьор (1800×2240 > 3015×3350 mm).

, тогава w=0,4

Загубите на налягане в местните съпротивления са:

, па

Общите загуби на налягане в района са:

, па

, па

3.8 Аеродинамично изчисляване на комин

Да изберем цилиндрична, тухлена тръба. За да се изчисли тръбата, е необходимо да се зададе скоростта на излизане на димните газове от тръбата. Нека W = =12m/s.

Площта на устието на тръбата е:

, m2

Познавайки площта на отвора, можете да намерите диаметъра на изходния отвор:

, м

Според GOST избираме най-близката стойност на диаметъра до получената стойност: m.

Използвайки избрания диаметър на устата, намираме площта на устата и скоростта на димните газове в тръбата:

, m2

, Госпожица

Въз основа на диаметъра на изхода на тръбата, ние избираме височината на комина, като използваме унифициран набор от стандартни размери на коминни тръби.

Htr = 60, m

Плътността на димните газове при 135 °C е c = 0,883 kg/m3.

Динамичното налягане е равно на:

, па

Изчисляваме загубите от триене. Коефициент на триене l = 0,05.

, па

Загубите от локални съпротивления на изхода от комина (o = 1) са:

, па

Обща загуба на налягане в комина:

, па

Гравитация в тръбата:

, па

3.9 Избор на димоотвод

Добавяйки загубите на налягане във всички агрегати и газопроводи, получаваме приблизителна стойност на загубите на налягане по пътя на газа:

, па

Налягането, развивано от димоотвода е:

, Pa = 219,54, mm вода. Изкуство.

Според производителността на димоотвода

Qd = 157613.539, m3/h

и натиск

Нд = 219,54, mm вод. Изкуство.,

който създава, избираме димоотвод D-20?2 със скорост на въртене 590 об./мин. Познавайки размерите на входните и изходните отвори на димоотвода, можете да намерите загубата на налягане в секции 7-8 и 8-9.

3.10 Преизчисляване на раздел 7-8

Пред димоотвода има смукателен джоб с размерите на входния отвор:

a = 0,92 dd = 0,92 2000 = 1840, mm;

b = 1,8 · dd = 1,8 · 2000 = 3600, mm.

За свързване на джоб с размери 1840 x 3600 mm към тръба с размери 1800 x 2240 mm е необходимо да се монтира конфузор. По-големият ъгъл на стесняване в този конфузор ще бъде при:

Получаваме b = 37,5°. От 20°< б < 60°, то коэффициент местного сопротивления конфузора о = 0,1.

Загубата на налягане в конфузора се определя от скоростта на димните газове в по-малка секция, т.е. от скоростта на димните газове в комина.

Скорост на димните газове в комина:

, Госпожица.

Коефициент на съпротивление в смукателния джоб o = 0,1

Загуба на налягане в дифузора и смукателния джоб:

, па

Загуба на налягане в местните съпротивления в раздел 7-8:

, па

Обща загуба на налягане в зоната:

, па

3.11.Преизчисляванераздели 8-9

Газоотводсвързва се към изхода на димоотвода с помощта на дифузьор (1840x3600 mm>3015x3350 mm)

, тогава w=0,13

Скорост на димните газове на изхода на димоотвода:

W=, m/s

Загуба на налягане в конфузора:

Загубите на налягане в местните съпротивления в района са:

, па

Общи загуби на обекта: 119.557+9.47=129.027, Pa

Общи загуби на налягане в газопроводите:

DRg/x =9,356+25,577+57,785+70,890+129,027=292,635, Pa

Загуба на налягане по целия път на газа:

, па

Налягане, създадено от димоотвода:

Hd=1.1. 0.86258 .2287.275 =2268.6, Pa = 231.3, mm вода. Изкуство.

Като се използва производителността на димоотвода Qd = 157613.539, m3/h и налягане Hd = 231.3, mm вод. чл., създаден от него, според графиката на аеродинамичните характеристики, избираме димоотвод D-20?2 със скорост на въртене 590 об./мин.

Намираме ефективността на димоотвода: z = 0,61%

Мощност, изразходвана от димоотвода ND, kW

Nd =

където QD е производителността на вентилатора, m3/h; HD - налягане, развивано от вентилатора, Pa; zD - ефективност на вентилатора, %.

ND =, kW

Заключение

За организиране на горивния процес котелните агрегати са оборудвани с устройства за тяга: вентилатори, подаващи въздух към горивната камера, димоотводи за отстраняване на димните газове от котела, както и комин.

В тази курсова работа беше изпълнено следното:

· аеродинамично изчисляване на въздушния път на котелния агрегат, избран според производителността и налягането на вентилатора ВДН-17 със скорост на въртене 980 об./мин., и е изчислена консумираната от него мощност;

· аеродинамично изчисляване на пътя на газа, избран е димоотвод

D-20?2 със скорост на въртене 590 об/мин. и се определя консумираната от него мощност;

· избран е цилиндричен тухлен комин с височина 60 метра.

Литература

1. Захарова Н.С. Указания за завършване на курсовата работа "Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации" по дисциплината "Хидрогазодинамика": Учебник - метод. ръководство Череповец: ChSU, 2007 - 23 с.

2. Приложения към учебното помагало "Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации". Част 1. Череповец: ChSU, 2009.

3. Приложения към учебното помагало "Аеродинамично изчисляване на котелни инсталации". Част 2. Череповец: ChSU, 2002.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Избор на вентилатор. Изчисляване на пътя на газа. Основни видове котелни инсталации. Избор на димоотвод и комин. Аеродинамично изчисляване на въздушната траектория. Изчисляване на съпротивлението на котелната греда. Аксонометрична диаграма на газовия тракт.

курсова работа, добавена на 04.11.2012 г


Информация за пещта и горелката на котела. Гориво, състав и количество на продуктите от горенето, тяхното топлосъдържание. Топлинно изчисляване на горивната камера. Изчисляване на съпротивлението на газов котел, воден економайзер, газопроводи, комин. Избор на димоотвод и вентилатор.

курсова работа, добавена на 05/06/2014


Технически характеристики на парогенератора TGMP-114. Изчисляване на обеми и енталпии на въздух и продукти от горенето. Изчисляване на котелния агрегат. Аеродинамично изчисляване на воден економайзер. Изчисляване на екранни тръби за якост. Избор на димоотвод и вентилатор.

курсова работа, добавена на 04/11/2012


Определяне на състава и енталпиите на димните газове. Определяне на проектните размери и характеристики на горивната камера. Топлинно възприятие на воден економайзер. Аеродинамично изчисляване на пътя на котелния газ. Проверка и конструктивно изчисляване на котелен сноп.

курсова работа, добавена на 02.04.2015 г


Изчисляване на параметрите на вентилатора. Избор на електродвигател. Изчисляване на параметрите на димоотвода. Естествен разход на гориво за котел при номинално натоварване. Производителност на вентилатора. Ефективност на теглещите машини в режим на регулиране.

тест, добавен на 19.01.2015 г


Общата топлинна мощност на котелната инсталация без отчитане на загубите и потреблението за собствени нужди. Избор на различни нагреватели, помпи и друго спомагателно оборудване. Изчисляване на пътя на въздуха, избор на вентилатор и електродвигател за него.

курсова работа, добавена на 31.03.2015 г


Определяне на количеството разтвор, влизащ в изпарението. Разпределение на полезна температурна разлика. Физико-химични температурни понижения. Термично изчисление на допълнителния парен нагревател и аеродинамично изчисление на захранващия път на изходния разтвор.

тест, добавен на 03/11/2013


Кратко описание на котелния агрегат BKZ-420-140GM. Определяне на коефициент на излишък на въздух, обеми и енталпии на продуктите от горенето. Изчисляване на паропрегревател и въздухонагревател. Оценка на общото съпротивление за участъци от газови и въздушни пътища.

курсова работа, добавена на 14.03.2012 г


Топлинно изчисляване на парогенератор: гориво, въздух, продукти от горенето. Основни конструктивни характеристики на горивната камера. Изчисляване на фестон, прегревател и изпарителна греда. Аеродинамично изчисляване на горивната камера и тягата на комина. Избор на димоотвод и вентилатор.

курсова работа, добавена на 16.03.2012 г


Състав и характеристики на горивото. Определяне на енталпиите на димните газове. Топлинна абсорбция на паропрегревател, котелна банка, воден економайзер. Аеродинамично изчисляване на пътя на газа. Определяне на проектните размери и характеристики на горивната камера.