,

где а = 0,000405; b = 0,403; с соответственно коэффициенты уравнения.

---

Коэффициент с вычисляется следующим образом:

,

где   теплосодержание продукта при температуре tк:

 кДж/кг;

.

Решению квадратичного уравнения удовлетворяет только значение одного корня, так как второй корень, принимающий отрицательное значение, не имеет физического смысла:

0С.

Находим большую, меньшую и среднюю разности температур:

 0С;

 0С;

 0С.

Коэффициент теплопередачи в камере конвекции определяется уравнением:

,

где a1, a к, a р – соответственно коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке, конвекцией, излучением трехатомных газов.

a р определяют по эмпирическому уравнению Нельсона:

,

где tср – средняя температура дымовых газов в камере конвекции:

 К;

 Вт/м2×град.

a к определяется следующим образом:

,

где Е – коэффициент, зависящий от свойств топочных газов, значение которого определяем методом линейной интерполяции, используя табличные данные зависимости его от 

---

tср; принимаем Е = 21,248 [2, табл.4];

d – наружный диаметр труб:

 м;

U – массовая скорость движения газов, определяемая по формуле:

,

где В – часовой расход топлива, кг/ч;

G количество продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг топлива, кг/кг;

f свободное сечение прохода дымовых газов в камере конвекции:

,

где n = 2 – число труб в одном горизонтальном ряду;

S1 – расстояние между осями этих труб; S1 = 0,275 м (см. табл.4);

lр – рабочая длина конвекционных труб; lр = 18 м (см. табл.2);

а - характерный размер для камеры конвекции:

 м.

 м2.

Рассчитываем массовую скорость движения газов:

 кг/м2×с.
Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

 Вт/м2×град.

Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к нагреваемому продукту:

 Вт/м2×град.

 

Рис.4. Схема расположения

Таким образом, поверхность конвекционных труб:

 м2.

Определяем число труб в камере конвекции:

 шт.

Число труб по вертикали:

---

 шт.

Высота пучка труб в камере конвекции определяется по формуле:

, труб в камере конвекции.

где  S2 – расстояние между горизонтальными рядами труб:

 м;

 м.

Рассчитаем среднюю теплонапряженность конвекционных труб:

 Вт/м2.

Выводы: 1) рассчитали поверхность нагрева конвекционных труб, получив следующий результат: Нк = 622,63 м2;

2) определили значение средней теплонапряженности конвекционных труб, оно составило Qнк = 14874,2 Вт/м2, что несколько выше допустимого значения (13956 Вт/м2), а значит камера конвекции работает с высокой эффективностью, но может быть нарушена нормальная работа печи (например, прогар труб); чтобы уменьшить теплонапряженность, можно увеличить поверхность конвекционных труб, т.е. увеличить их количество.

2.7 Гидравлический расчет змеевика трубчатой печи

Цель расчета: определение общего гидравлического сопротивления змеевика печи или давления сырья на входе в змеевик.

Давление сырья на входе в печь складывается из следующих составляющих:

,

где Рк, DРи, DРн, DРк, DРст. – соответственно давление сырья на выходе из змеевика печи; потери напора: на участке испарения, на участке нагрева радиантных труб, в конвекционных трубах; статический напор.

Значение Рк известно из исходных данных:

Рк = Рвых. = 1,5 ата = 1,5×105 Па = 0,15 МПа.

Остальные слагаемые необходимо рассчитать.

Расчет начинается с определения потерь напора на участке испарения:

,

где Рн – давление в начале участка испарения, которое, в свою очередь, рассчитывается методом последовательного приближения (метод итераций), используя уравнение Бакланова:

---

,

где А и В – расчетные коэффициенты.

;  ,

где l, L1,  , dвн, е, rп соответственно коэффициент гидравлического сопротивления (для атмосферных печей l = 0,02¸0,024 [2, с.56]), секундный расход сырья по одному потоку, плотность сырья при средней температуре на участке испарения tср.и., внутренний диаметр труб, доля отгона сырья на выходе из змеевика, средняя плотность паров при давлении 9,1 Па (при нагреве нефти 1/rп = 3500);

 кг/с;

lи длина участка испарения:

,

где  ,  ,   – соответственно теплосодержание парожидкостной смеси на выходе из змеевика, сырья на выходе из камеры конвекции, сырья при температуре начала испарения tн;

;

 кДж/кг;

lрад. эквивалентная длина радиантных труб:

,

где lр – рабочая длина одной трубы; lр = 18 м (см. табл.2);

lэ эквивалентная длина печного двойника (ретурбента), зависящая от наружного диаметра трубы d:

---

Смотрите также файлы

• 1. Методы выявления опасных и вредных производственных факторов и общая оценка профессионального риска.doc

• 5. Культурогенез в первобытную эпоху Задание 1.docx

• Самостоятельная работа Томиловой Дарьи. Задание Заполните таблицу Суть споров между рационалистами, эмпириками и иррационалистами.odt

• Пример решения.docx

• Примерная рабочая программа по математике Наличие элементов содержания согласно прп в учебнике.odt