Теплова продуктивність однієї секції калорифера

Розраховується за рівнянням,

 

Q _с = к_{р. с.} × (` t <sub>1</sub> -` t_в) × F_{р.п.с .},

 

де F_{р.п.с .} – повна ребриста поверхня однієї секції калорифера,

F_{р.п.с .} = n × F_{р.с .} = 27 × 0,545 = 14,7 м² (тут, n - число труб в одній секції калорифера).

Тоді, Q _с = 30,3 × 14,7 × (100 - 50) = 22,3 кВт.

Число встановлюваних секцій

 

10.3. Задачі для самостійного розв’язання

 

Задача №1. Вирішити задачі 1,2,3 для варіанту N.

 

Задача №2. Виконати тепловий і конструктивний розрахунок кожухотрубчатого теплообмінника для нагрівання води димовими газами. Для розрахунку прийняти такі вихідні дані: V_н =1000×N м³/год., температури газів t_г^п =(600+5×N)^оС, t_г^к =(400-10×N)^оС; температури води t_в^п =(5+N)^оС, t_в^к =(80+3×N)^оС; схема руху теплоносіїв – протитечія, товщина накипу d_н =0,1×N мм, l_н =1,2 Вт/(м×К); інші конструктивні дані взяти із задачі № 4.

 

Задача №3. Виконати тепловий і конструктивний розрахунок калорифера, якщо в якості теплоносія використовується пара з тиском р =(0,15+0,05×N) МПа, а повітря нагрівається від t ₁ ^п =(10+2×N)^оС до t ₂ ^п =(120+3×N)^оС, з витратою G_п = (2+0,5×N) кг/с і швидкістю повітря w_п = (7+0,5×N) м/с; інші конструктивні дані взяти із задачі № 5.

 

 

10.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань

 

1. Рівняння теплового балансу.

2. Загальне рівняння теплопередачі.

3. Визначення температурного напору для прямотечійного та протитечійного руху рідини.

4. Визначення числа трубок у ході та внутрішнього діаметру корпуса.

5. Визначення довжини та площ живого перетину трубного та між трубного простору.

6. Еквівалентний діаметр між трубного простору.

7. Складний теплообмін.

8. Порядок розрахунку теплообмінника.

11. ПРОЦЕСИ ЗГОРЯННЯ ПАЛИВА

 

11.1. Основні розрахункові рівняння

 

1. Теплота згоряння палива

Для твердого і рідинного палива, кДж/кг.

Для газоподібного палива, кДж/м³.

2. О¢єм теоретично необхідної кількості повітря a_т=1,

Для твердого і рідинного палива м³/(кг пал.)

Для газоподібного палива м³/(м³ пал.)

Дійсний об¢єм повітря

3. Повний об¢єм продуктів згоряння, м³/кг

Для твердого і рідинного палива:

Об¢єм триатомних газів, м³/(кг пал.)

Об¢єм двохатомних газів, м³/(кг пал.)

Повний теоретичний об¢єм продуктів згоряння тверде і рідинне паливо м³/(кг пал.), газоподібне паливо м³/(м³ пал.)

для твердих і рідинних палив, a_т=1

для газоподібного палива, a_т=1

Для твердих, рідинних і газоподібних при a_т > 1

Об¢єм продуктів повного згоряння V_г тверде і рідинне паливо м³/(кг пал.), газоподібне паливо м³/(м³ пал.)

Об¢єм продуктів повного згоряння при a_т > 1 для твердих і рідинних палив (повна формула), м³/кг.

де

Для газоподібних палив (повна формула), a_т > 1, м³/м³

де

Для сланців об¢єм триатомних газів

;

,

де К – коефіцієнт розкладання карбонатів, при спалюванні в шарі К = 0,7; для камерного спалювання К = 1.

Повний об¢єм продуктів згоряння сланців

.

Маса продуктів згоряння (твердих і рідинних), кг/м³

.

Для газоподібного

де r_{г. т} – густина сухого газу;

d_{г. т}– вміст вологи в паливі.

Для сланців

- розрахунковий вміст (%) золи в паливі з урахуванням карбонатів, що не розклалися.

 

11.2. Розв’язання задач

Задача № 1. Визначити об¢єм продуктів повного згоряння і їхню масу на виході з топки, об¢єми теоретичної і дійсної кількості повітря, необхідні для згоряння 1м³ газу Ставропольського родовища, складу: СН₄=96%, С₂Н₆=2,6%, С₃Н₈=0,2%, С₄Н₁₀=0,2%, N₂=0,08%, СО₂=0,2%. Коефіцієнт надлишку повітря в топці a_т=1,2, густина сухих газів кг/м³. Визначити також

 

Дано: СН₄=96%; С₂Н₆=2,6%; С₃Н₈=0,2%; С₄Н₁₀=0,2%; N₂=0,08%; СО₂=0,2%; a_т=1,2; кг/м³

Розв’язання:

Об’єм теоретично необхідної кількості повітря

Дійсний об’єм повітря

м³/м³

Об’єм продуктів повного згоряння

Об'єми складових продуктів згоряння:

м³/м³; м³/м³; м³/м³

м³/м³;

м³/м³; м³/м³;

Маса продуктів згоряння

кг/м³

 

Задача № 2. Визначити об¢єм продуктів повного згоряння і їхню масу на виході з топки, об¢єми теоретичної і дійсної кількості повітря, необхідні для згоряння 1кг/палива карагандинського вугілля марки К, складові палива: С^р=57%; Н^р=3%; N^р=0,8%; О^р=2,8%; А^р=27,4%; W^р=8%. Коефіцієнт надлишку повітря в топці a_т=1,3. Визначити також складові продуктів згоряння

Дано: С^р=57%; Н^р=3%; N^р=0,8%; О^р=2,8%; А^р=27,4%; W^р=8%. a_т=1,3

Розв’язання:

Об’єм теоретично необхідної кількості повітря

= 0,089 × 57 + 0,226 × 3 + 0,033(1-2,8) = 5,7 м³/кг

Дійсний об’єм повітря

м³/кг

Об’єм продуктів повного згоряння

+(1,3-1)5,7+0,0124(9,3+8)+0,0161×5,7+0,0161(1,3-1)5,7=7,823 м³/кг.

Об'єми складових продуктів згоряння:

V ⁰ =5,7 м³/кг; V_д =7,41 м³/кг; V_г =7,823 м³/кг; м³/кг; =0,531м³/кг; =1,073 м³/кг; =6,219м³/кг.

Маса продуктів згоряння

М_г = 1 - 0,01× А^р +1,306×a_т× V ⁰=1-0,01×27,4+1,306×1,3×5,7=10,4 кг/м³.

 

11.3. Розв’язання задач самостійно

 

Задача № 1. Розрахувати нижчу теплоту згоряння палива Q_н^р, об¢єми повітря, об¢єми продуктів згоряння, їх складові та масу продуктів повного згоряння. Для газоподібного палива прийняти r _г.т.^с = 0,7 кг/м³. Вихідні дані для розрахунку взяти з таблиці.

Варіант вибирається по номеру N прізвища студента у журналі списку групи.

 

№ пп	Вид палива	Коеф. надлишк. повітр.	Склад палива, %
С^р	Н^р	Sл^р	N2^p	O^p	A^p	W^p	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	СО2	N2
	Воркутинське вугілля марки «Ж»	1,3	59,6	3,8	0,8	1,3	5,4	23,6	5,5	-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ Ставро- польск.родовища	1,15	-	-	-	-	-	-	-	92,8	2,8	0,9	0,4	0,1	0,5	2,5
	Малосірчаний мазут	1,2	84,7	11,7	0,3	-	0,3	0,05	3,0	-	-	-	-	-	-	-
	Кузнецьке вугілля марки «Д»	1,3	58,7	4,2	0,3	1,9	9,7	13,2		-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ м. Радченки	1,1	-	-	-	-	-	-	-	85,8	0,2	0,1	0,1	-	0,1	13,7
	Високосірчаний мазут	1,15		10,4	2,8	-	0,7	0,1		-	-	-	-	-	-	-
	Донецьке вугілля марки «Г»	1,3	55,2	3,8	3,2	1,0	5,8		8,0	-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ м.Шебелинка	1,1	-	-	-	-	-	-	-	9,28	3,9	1,0	0,4	0,3	0,1	1,5
	Донецьке вугілля марки «Т»	1,35	62,7	3,1	2,8	0,9	1,7	23,8	5,0	-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ м. Газлі	1,05	-	-	-	-	-	-	-		2,8	0,4	0,3	0,1	0,4	2,0
	Артемовське вугілля марки «Б»	1,3	35,7	2,9	0,3	0,7	12,1	24,3		-	-	-	-	-	-	-
	Малосірчаний мазут	1,25		10,4	0,3	-	0,2	0,15	3,0	-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ м. Саратов	1,08	-	-	-	-	-	-	-	9,19	2,1	1,3	0,4	0,1	1,2	3,0
	Карагандинське вугілля марки «К»	1,25	54,7	3,3	0,8	0,8	4,8	27,6	0,8	-	-	-	-	-	-	-
	Високосірчаний мазут	1,2		8,4	3,0	-	0,5	0,1		-	-	-	-	-	-	-

 

	Природний газ м. Угерськ	1,08	-	-	-	-	-	-	-	98,5	0,2	0,1	-	-	0,2	1,0
	Донецьке вугілля марки «А»	1,3	63,8	1,2	1,7	0,6	1,3	22,9	8,5	-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ м. Саратов	1,1	-	-	-	-	-	-	-	84,5	3,8	1,9	0,9	0,3	0,8	7,8
	Челябінське вугілля марки «Б»	1,25	37,3	2,8	1,0	0,9	10,5	29,5	18,0	-	-	-	-	-	-	-
	Високосірчаний мазут	1,3		13,4	3,2	-	0,3	0,3	2,8	-	-	-	-	-	-	-
	Кузнецьке вугілля марки «Д»	1,4		7,2	1,0	2,9	10,7	13,2	12,0	-	-	-	-	-	-	-
	Малосірчаний мазут	1,2		6,2	3,0	-	0,5	0,3	3,0	-	-	-	-	-	-	-
	Природний газ м. Дашава	1,15	-	-	-	-	-	-	-		1,9	0,8	0,6	0,4	0,1	1,2
	Фрезерний торф	1,4	24,7	2,6	0,1	1,1	15,2	6,3		-	-	-	-	-	-	-
	Ткибульське вугілля марки «Г»	1,3	45,4	3,5	1,3	0,9	8,9			-	-	-	-	-	-	-
	Анадирське вугілля марки «Б3»	1,25	50,1	4,0	0,1	0,7	12,2	11,9		-	-	-	-	-	-	-

 

11.4. Питання для самоперевірки та контролю засвоєння знань

 

1. Визначення теплоти згоряння твердого, рідинного та газоподібного палив.

2. О¢єм теоретично необхідної кількості повітря.

3. Повний об¢єм продуктів згоряння твердого та рідинного палив.

4. Повний об¢єм продуктів згоряння газоподібного палива.

5. Повний об¢єм продуктів згоряння сланців.

6. Маса продуктів згоряння твердих і рідинних палив.

7. Маса продуктів згоряння газоподібних палив та сланців.