Расчет второй по ходу воздуха ступени воздухоподогревателя

Рисунок 8.4. Схема второй ступени воздухоподогревателя

Воздухоподогреватель рекуперативный. Изготовлен из труб диаметром 40 мм с толщиной стенки 1,5 мм (сталь 20).

1) Известные параметры:

– воздух:

– дымовые газы:

Тепловосприятие ступени:

2) Компоновка воздухоподогревателя:

d_н=0,040 м; σ=0,0015 м; d_вн=0,037 м.

Глубина газохода a=7,29 м; ширина b=2 м.

Число потоков воздуха z_пот=1.

Число труб в ряду поперек ходу воздуха:

Примем z₁=102.

Число труб в ряду вдоль хода воздуха:

Примем z₂=50.

Уточним шаги труб:

Принимаем высоту проходного сечения для воздуха (высоту хода): h_х=1,6 м.

3) Средний расход газов:

4) Площадь сечения для прохода газов:

5) Скорость газов:

6) Средний расход воздуха:

где – коэффициент избытка воздуха во второй ступени воздухоподогревателя;

7) Площадь сечения для прохода воздуха:

8) Скорость воздуха:

9) Коэффициент теплопередачи:

1. Коэффициент теплоотдачи от газов конвекцией:

где – поправка на относительную длину, которая вводится, если h_х/d_вн<50.

h_х/d_вн=43,2.

Для вторых ступеней воздухоподогревателя температура стенки принимается равной полусумме температур газов и воздуха [2, стр. 75].

Средняя температура стенки воздухоподогревателя:

[2, стр. 67].

2. Коэффициент теплоотдачи от газов излучением:

Средняя температура газов:

Эффективная толщина излучающего слоя:

Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами:

Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами:

Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания:

Коэффициент теплоотдачи излучением с учетом излучения газового объема, расположенного перед рассчитываемой поверхностью:

l_п=1,6 м;

l_об=1,2 м;

T_k=716,8 K.

3. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от поверхности к воздуху:

Поперечное омывание шахматного гладкого пучка воздухом [2, стр. 64].

[2, стр. 65].

Коэффициент теплопередачи:

10) Рассчитаем температурный напор:

Движение теплоносителей – перекрестное.

где – коэффициент перехода от противоточной схемы к сложной, определяемый по номограмме [2, рис 5.17]. Для нахождения необходимо вычислить два безразмерных параметра:

(двукратный перекрест).

– температурный напор для противоточной схемы.

Рисунок 8.5. Противоток во второй ступени воздухоподогревателя

11) Площадь поверхности теплообмена:

12) Найдем высоту трубной поверхности по среднему диаметру труб:

13) Уточним число ходов по воздуху:

Округлим:

14) Уточним высоту хода:

15) Уточним площадь сечения для прохода воздуха:

16) Уточним скорость воздуха:

Несходимость скоростей воздуха:

, поэтому оставляем ранее найденный коэффициент теплопередачи и уточняем тепловосприятие ступени.

17) Уточним площадь поверхности теплообмена:

18) Уточним тепловосприятие ступени:

19) Несходимость тепловосприятий:

20) Высота ступени воздухоподогревателя:

Разрыва во второй ступени воздухоподогревателя нет.