Θερμοφυσικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες αερίων. Μαθήματα: Υπολογισμός της εγκατάστασης θερμικής διάσχισης των καυσαερίων του τεχνολογικού κλιβάνου Η θερμική ικανότητα των καυσαερίων σε διάφορα τραπέζια θερμοκρασίας

Θερμοφυσικές ιδιότητες Τα αέρια προϊόντα καύσης που απαιτούνται για τον υπολογισμό της εξάρτησης διαφόρων παραμέτρων από τη θερμοκρασία αυτού του περιβάλλοντος αερίου μπορούν να ρυθμιστούν με βάση τις τιμές που δίνονται στον πίνακα. Ειδικότερα, οι καθορισμένες εξάρσεις για θερμική ικανότητα ελήφθησαν με τη μορφή:

C psm \u003d a -1/ ΡΕ.,

Οπου ΕΝΑ. = 1,3615803; ΣΙ. = 7,0065648; ΝΤΟ. = 0,0053034712; ΡΕ. = 20,761095;

C psm \u003d a + bt sm. + ct. 2 Sm.,

Οπου ΕΝΑ. = 0,94426057; ΣΙ. = 0,00035133267; ΝΤΟ. = -0,0000000539.

Η πρώτη εξάρτηση προτιμάται από την ακρίβεια της προσέγγισης, η δεύτερη εξάρτηση μπορεί να υιοθετηθεί για τον υπολογισμό της λιγότερης ακρίβειας.

Φυσικές παραμέτρους καυσαερίων
(Για P \u003d. 0,0981 MPa; r CO2 \u003d 0,13; Π. H2O \u003d 0,11; r N2 \u003d 0,76)

Τ., ° S. γ, n · m -3 με το R., W (m 2 · ° С) -1 Λ. 10 2, W (m · k) -1 αλλά · 10 6, M 2 · S -1 Μ · 10 6, Pa · s v. · 10 6, M 2 · S -1 Pr.
12,704 1,04 2,28 16,89 15,78 12,20 0,72
9,320 1,07 3,13 30,83 20,39 21,54 0,69
7,338 1,10 4,01 48,89 24,50 32,80 0,67
6,053 1,12 4,84 69,89 28,23 45,81 0,65
5,150 1,15 5,70 94,28 31,69 60,38 0,64
4,483 1,18 6,56 121,14 34,85 76,30 0,63
3,973 1,21 7,42 150,89 37,87 93,61 0,62
3,561 1,24 8,27 183,81 40,69 112,10 0,61
3,237 1,26 9,15 219,69 43,38 131,80 0,60
2,953 1,29 10,01 257,97 45,91 152,50 0,59
2,698 1,31 10,90 303,36 48,36 174,30 0,58
2,521 1,32 11,75 345,47 40,90 197,10 0,57
2,354 1,34 12,62 392,42 52,99 221,00 0,56

Προσάρτημα 3.

(Αναφορά)

Διαπερατότητα αέρα και καπνού αεροπορικών αγωγών και βαλβίδων

1. Για να προσδιορίσετε τις διαρροές ή τα δάπεια αέρα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθοι τύποι που λαμβάνονται με προσέγγιση των τραπεζογραμματίων πίνακα σε σχέση με τα κανάλια εξαερισμού των συστημάτων σκηνής:

Για τους αγωγούς αέρα κατηγορίας H (στην περιοχή πίεσης 0,2-1,4 kPa): Δl. = αλλά(R - ΣΙ.) απόόπου Δl. - Πλάκες (διαρροές) αέρα, m 3 / m 2 · h; R - πίεση, kPa; αλλά = 10,752331; ΣΙ. = 0,0069397038; από = 0,66419906;

Για την κατηγορία Αεροσυγκιών P (στην περιοχή πίεσης των 0,2 - 5,0 kPa): όπου a \u003d. 0,00913545; b \u003d. -3,1647682 · 10 8; c \u003d. -1.2724412 · 10 9; d \u003d 0,68424233.

2. Για τις πυροσβεστικές βαλβίδες κανονικά κλειστές βαλβίδες, οι αριθμητικές τιμές του ειδικού χαρακτηριστικού της αντοχής στην προέλευση καπνού ανάλογα με τη θερμοκρασία του αερίου αντιστοιχούν στα δεδομένα που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια των δοκιμών μόνιμης πυροδότησης διαφόρων προϊόντων στην πειραματική βάση της πειραματικής βάσης της πειραματικής βάσης του Vniipo:

1. Γενικές προμήθειες. 2 2. Στοιχεία προέλευσης. 3 3. Αντισωματισμός εξάτμισης. 4 3.1. Αφαίρεση προϊόντων καύσης απευθείας από την καύση. 4 3.2. Αφαίρεση προϊόντων καύσης από παρακείμενα ζεστά δωμάτια. 7 4. Παροχή αερισμού αέρα. 9 4.1. Παροχή αέρα στις σκάλες. 9 4.2. Παροχή αέρα Β. Ανελκυστήρες.. 14 4.3. Παροχή αέρα στις πύλες Tambour .. 16 4.4. Αντισταθμίζοντας την παροχή αέρα. 17 5. Προδιαγραφές εξοπλισμός. 17 5.1. Εξοπλισμός συστημάτων εξαερισμού εξαερισμού. 17 5.2. Εξοπλισμός συστημάτων παροχής αερισμού αεροσκαφών. 21 6. Τρόποι ελέγχου πυρκαγιάς. 21 αναφορές. 22 Προσάρτημα 1. Προσδιορισμός των βασικών παραμέτρων του φορτίου πυρκαγιάς των χώρων. 22 Παράρτημα 2. Θερμοφυσικές ιδιότητες των καυσαερίων. 24 Παράρτημα 3. Απάντηση αέρα και καπνού αεραγωγών και βαλβίδων. 25.

Όταν η συσκευή κλιβάνου ιδανικά, θέλω να έχω ένα σχέδιο που να έδωσε αυτόματα τον αέρα όπως είναι απαραίτητο για καύση. Με την πρώτη ματιά, αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μια καμινάδα. Πράγματι, η πιο έντονη καυσόξυλα καίει, τα πιο καυτά καυσαέρια πρέπει να είναι, το μεγαλύτερο θα πρέπει να είναι η ώθηση (μοντέλο του καρμπυρατέρ). Αλλά δεν είναι. Η ώθηση δεν εξαρτάται από την ποσότητα των θερμαινόμενων καυσαερίων που σχηματίζονται. Η ώθηση είναι η πτώση πίεσης στον σωλήνα από τη δεξαμενή του σωλήνα πριν από το καύσιμο. Προσδιορίζεται από το ύψος του σωλήνα και τη θερμοκρασία των καυσαερίων ή μάλλον, την πυκνότητα τους.

Η ώθηση καθορίζεται από τον τύπο:

F \u003d a (p b - p d) h

Όπου το f είναι η πρόσφυση, και ο συντελεστής, ο ΡΒ είναι η πυκνότητα του εξωτερικού αέρα, Ρ D - η πυκνότητα των καυσαερίων, η είναι το ύψος του σωλήνα

Η πυκνότητα των καυσαερίων υπολογίζεται από τον τύπο:

p d \u003d p σε (273 + t c) / (273 + t)

Όπου Τ Β και Τ D είναι η θερμοκρασία στους βαθμούς Κελσίου του εξωτερικού ατμοσφαιρικού αέρα έξω από το σωλήνα και τα καυσαέρια στον σωλήνα.

Η ταχύτητα κίνησης καυσαερίων στον σωλήνα (κατανάλωση όγκου, δηλαδή η ικανότητα αναρρόφησης του σωλήνα) ΣΟΛ. Δεν εξαρτάται από το ύψος του σωλήνα και καθορίζεται από τη διαφορά της θερμοκρασίας των καυσαερίων και του υπαίθριου αέρα, καθώς και την περιοχή Διατομή καμινάδα. Ως εκ τούτου, ο αριθμός των πρακτικών συμπερασμάτων.

ΠρώταΟι σωλήνες καυσαερίων γίνονται καθόλου καθόλου για να αυξηθούν η ροή του αέρα μέσω της πέμπτα, αλλά μόνο για να αυξηθεί η ώθηση (δηλαδή η πτώση πίεσης στον σωλήνα). Είναι πολύ σημαντικό να αποφευχθεί η ανατροπή της ώθησης (σιγαστήρας του κλιβάνου) με ένα winddrop (το μέγεθος της ώσης πρέπει πάντα να υπερβαίνει το πιθανό αντίγραφο ασφαλείας).

κατα δευτερον, ρυθμίστε τη ροή του αέρα χρησιμοποιώντας κατάλληλα χρησιμοποιώντας συσκευές που αλλάζουν την περιοχή της ζωντανής διατομής του σωλήνα, δηλαδή με τη βοήθεια βαλβίδων. Με αύξηση της περιοχής εγκάρσιας διατομής του καναλιού καμινάδας, για παράδειγμα, δύο φορές - μπορείτε να περιμένετε μια περίπου διττή αύξηση της ογκομετρικής ροής αέρα μέσω του καυσίμου.

Ας το εξηγήσουμε ένα απλό και οπτικό παράδειγμα. Έχουμε δύο πανομοιότυπα φούρνους. Συνδυάζουμε τους σε ένα. Λαμβάνουμε ένα διπλό κλίβανο με ένα δίδυμο καυσόξυλα, με διπλή κατανάλωση αέρα και σωλήνα διατομής. Ή (που είναι το ίδιο) αν περισσότερο από ένα καυσόξυλο φλερτάρετε στο Fifuel, τότε πρέπει να ανοίξετε τις βαλβίδες στο σωλήνα όλο και περισσότερο.

ΤρίτονΕάν η σόμπα καίει κανονικά στη σταθερή λειτουργία και θα προσθέσουμε ρεύμα ψυχρού αέρα από την καυσόξυλα καυστήρα στο πέμπτο, τα καυσαέρια θα έρθουν αμέσως και η ροή αέρα μέσω του φούρνου θα μειωθεί. Ταυτόχρονα, η καύση καυσόξυλων θα αρχίσει να ξεθωριάζει. Δηλαδή, φαίνεται ότι ακριβώς σε καυσόξυλα δεν επηρεάζουν και στέλνουμε μια πρόσθετη ροή από καυσόξυλα και αποδεικνύεται ότι ο σωλήνας μπορεί να παραλείψει λιγότερα καυσαέρια από ό, τι πριν, όταν απουσιάζει αυτή η πρόσθετη ροή αέρα. Ο ίδιος ο σωλήνας θα μειώσει τη ροή του αέρα σε καυσόξυλα, το οποίο ήταν προηγουμένως και εκτός αυτού, δεν επιτρέπει την πρόσθετη ροή ψυχρού αέρα. Με άλλα λόγια, ο σωλήνας καπνού λειτουργεί.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι τόσο επιβλαβές για το Cold Air Superstar μέσω των θυρών στους σωλήνες καυσαερίων, περιττές ροές αέρα στο κύτταρο καυσίμου και μάλιστα οποιαδήποτε φωτεινότητα θερμότητας στην καμινάδα, οδηγώντας σε μείωση της θερμοκρασίας των καυσαερίων.

ΤέταρτοςΌσο μεγαλύτερος είναι ο συντελεστής της δυναμικής αντοχής του αερίου της καμινάδας, της λιγότερης ροής του αέρα. Δηλαδή, τα τοιχώματα της καμινάδας εκτελούνται κατά προτίμηση ως ομαλή, χωρίς συστροφή και χωρίς στροφές.

ΠέμπτοςΌσο μικρότερη είναι η θερμοκρασία των καυσαερίων, τόσο πιο απότομα αλλάζει τη ροή του αέρα κατά τη διάρκεια των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας των καυσαερίων, γεγονός που εξηγεί την κατάσταση της απογύμνωσης του σωλήνα κάτω από την ανάφλεξη του κλιβάνου.

Στο έκτο, Π. Υψηλές θερμοκρασίες Η ροή αέρα αέρα καυσαερίων δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία των καυσαερίων. Δηλαδή, με μια ισχυρή υπερβολική από τον κλίβανο, η ροή του αέρα παύει να αυξάνεται και αρχίζει να εξαρτάται μόνο από την εγκάρσια τομή του σωλήνα.

Τα θέματα αστάθειας προκύπτουν όχι μόνο κατά την ανάλυση των θερμικών χαρακτηριστικών του σωλήνα, αλλά και όταν λαμβάνονται υπόψη η δυναμική των ροών αερίου στο σωλήνα. Πράγματι, η καμινάδα είναι μια καλά γεμάτη με ελαφρές καμινάδες. Εάν αυτό το φως καυσαερίων ανεβαίνει όχι πολύ γρήγορα, τότε η πιθανότητα δεν αποκλείεται ότι ο βαρέος εξωτερικός αέρας μπορεί απλώς να πνιγεί στο φως του αερίου και να δημιουργήσει μια πτώση προς τα κάτω στο σωλήνα. Αυτό είναι ιδιαίτερα πιθανό σε μια τέτοια κατάσταση με τους κρύους τοίχους της καμινάδας, δηλαδή κατά τη διάρκεια του υπερπόντιου φούρνου.

Σύκο. 1. Σχήμα κίνησης αερίου σε ψυχρή καμινάδα: 1 - καύσιμο. 2 - τροφοδοσία αέρα μέσω του pissed. 3-καπνό τρομπέτα? 4 - αλιεύματα? 5 - δόντι τζάκι. 6-αέρια καπνού. 7-αποτυχημένο κρύο αέρα. 8 - ροή αέρα, προκαλώντας ώθηση.

α) Ομαλή ανοιχτό κατακόρυφο σωλήνα
β) σωλήνα με βαλβίδα και δόντι
γ) Σωλήνας με κορυφαία βαλβίδα

Στερεά βέλη - Οδηγίες κίνησης ελαφρών θερμών καυσαερίων. Διακεκομμένα βέλη - κατεύθυνση κίνησης προς τα κάτω ροές κρύου βαρέως αέρα από την ατμόσφαιρα.

Στο Σύκο. 1α. Ο φούρνος απεικονίζεται σχηματικά στο οποίο παρέχονται τα καυσαέρια. 6. Εάν η διατομή του σωλήνα είναι μεγάλη (ή η ταχύτητα αερίου ροής των καυσαερίων), ως αποτέλεσμα οποιασδήποτε διακύμανσης στον σωλήνα αρχίζει να διεισδύσει στο κρύο Βαρύος 7, φτάνοντας ακόμη και καύσιμο. Αυτή η ροή περιστατικού μπορεί να αντικαταστήσει την "κανονική" ροή αέρα μέσω μπερδεμένων 2. Ακόμη και αν ο κλίβανος είναι κλειδωμένος σε όλες τις πόρτες και όλα τα πτερύγια των οπών εισαγωγής αέρα θα κλείσουν, τότε ο φούρνος μπορεί να καεί λόγω του αέρα από πάνω. Παρεμπιπτόντως, είναι τόσο συχνά που συμβαίνει όταν αποχωρούν άνθρακα με Κλειστές πόρτες Σόμπες. Μπορεί ακόμη και να συμβεί πλήρης ανατροπή της ώσης: ο αέρας θα έρθει στην κορυφή του σωλήνα και τα καυσαέρια - βγείτε από την πόρτα.

Στην πραγματικότητα, στο εσωτερικό τοίχωμα της καμινάδας, υπάρχουν πάντα ανωμαλίες, πάχυνση, τραχύτητα, με τα καυσαέρια και τις μετρηθείσες ροές κρύου αέρα τοποθετούνται και αναμιγνύονται μεταξύ τους. Μια ψυχρή μεταγενέστερη ροή αέρα ωθείται ή, η θέρμανση, αρχίζει να ανεβαίνει ένα αναμεμειγμένο με ζεστά αέρια.

Η επίδραση της ανάπτυξης των μεταγενέστερων ροών ψυχρού αέρα ενισχύεται παρουσία μερικώς ανοικτών βαλβίδων, καθώς και το λεγόμενο δόντι, χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή τζακιών. Σύκο. 1β). Το δόντι εμποδίζει τη ροή του ψυχρού αέρα από το σωλήνα στον χώρο του τζακιού και έτσι αποτρέπει την τήξη του τζακιού.

Οι μεταγενέστερες ροές αέρα στον σωλήνα είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα σε ομίχλη καιρού: τα καυσαέρια δεν είναι σε θέση να εξατμιστούν τα μικρότερα σταγονίδια νερού, ψύχεται, η ώθηση μειώνεται και μπορεί ακόμη και να κλίνει. Ο φούρνος είναι πολύ κάπνισμα, δεν φλερτάρει.

Για τον ίδιο λόγο, σόμπες με ακατέργαστους καπνιστές σωλήνες καπνίζουν έντονα. Για να αποφευχθεί η εμφάνιση των κατευθύνσεων, οι κορυφαίες βαλβίδες είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικές ( Σύκο. 1V.), ρυθμίζεται ανάλογα με την ταχύτητα των καυσαερίων στην καμινάδα. Ωστόσο, η λειτουργία τέτοιων βαλβίδων είναι ενοχλητική.

Σύκο. 2. Η εξάρτηση του υπερβολικού συντελεστή αέρα είναι από τη στιγμή της διαμαρτυρίας του κλιβάνου (στερεή καμπύλη). Η διακεκομμένη καμπύλη είναι ο απαιτούμενος ρυθμός ροής αέρα g του δοχείου για την πλήρη οξείδωση προϊόντων καυσόξυλων (συμπεριλαμβανομένων αιθηνών και πτητικών ουσιών) στα καυσαέρια (σε σχετικές μονάδες). Barcode-Dotted Curve - η πραγματική κατανάλωση αέρα του σωλήνα που παρέχεται από τον σωλήνα (σε σχετικές μονάδες). Ο υπερβολικός συντελεστής αέρα είναι ένα ιδιωτικό σωλήνα G σωλήνα στο G Potch

Σταθερή και επαρκώς ισχυρή ώθηση εμφανίζεται μόνο μετά τη θέρμανση των τοίχων του σωλήνα καπνού, το οποίο απαιτεί μεγάλο χρονικό διάστημα, έτσι ώστε στην αρχή της διαμαρτυρίας του αέρα να λείπει πάντοτε. Ο συντελεστής υπερβολικού αέρα ταυτόχρονα μικρότερος από έναν και ο φούρνος καπνού ( Σύκο. 2.). Αντίστροφα: στο τέλος της προετοιμασίας, ο σωλήνας καπνού παραμένει ζεστός, η ώθηση διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα, αν και τα καυσόξυλα έχουν ήδη καεί (περίσσεια συντελεστή αέρα είναι μεγαλύτερη από μία). Οι μεταλλικοί φούρνοι με σωλήνες καπναγωγού μετάλλων είναι ταχύτεροι στο καθεστώς λόγω χαμηλής θερμικής ικανότητας σε σύγκριση με τις σάλπιγγες από τούβλα.

Η ανάλυση των διαδικασιών στην καμινάδα μπορεί να συνεχιστεί, αλλά είναι ήδη τόσο σαφές ότι, ανεξάρτητα από το πόσο καλός ο ίδιος ο κλίβανος, όλα τα πλεονεκτήματά του μπορούν να μειωθούν στο μηδέν από μια κακή καμινάδα. Φυσικά, στην τέλεια έκδοση, ο σωλήνας καπνού θα πρέπει να αντικαταστήσει Σύγχρονο σύστημα Αναγκασμένη εξάτμιση καυσαερίων με ηλεκτρικό ανεμιστήρα με ρυθμιζόμενη κατανάλωση και με προ-συμπύκνωση της υγρασίας από καυσαέρια. Ένα τέτοιο σύστημα, μεταξύ άλλων, θα μπορούσε να καθαρίσει τα καυσαέρια από αιθάλη, μονοξείδιο του άνθρακα και άλλες επιβλαβείς ακαθαρσίες, καθώς και ψύξη αποφορτισμένων καυσαερίων και εξασφαλίζουν την ανάκτηση θερμότητας.

Αλλά όλα αυτά είναι σε μακρινή προοπτική. Για ένα λαιμό και κηπουρό, ο τρομπέτα καπνού μπορεί μερικές φορές να γίνει πολύ πιο ακριβός από τον ίδιο τον φούρνο, ειδικά στην περίπτωση της θέρμανσης ενός σπιτιού πολλαπλών επιπέδων. Οι απαγορευμένοι σωλήνες καπναγωγών είναι συνήθως απλούστερες και μικρότερες, αλλά το επίπεδο θερμικής ισχύος του κλιβάνου μπορεί να είναι πολύ μεγάλο. Τέτοιοι σωλήνες, κατά κανόνα, ξεκινούν έντονα σε όλο το μήκος, συχνά πετούν έξω σπινθήρες και στάχτες, αλλά συμπύκνωση και αιθάλη που εμπίπτει ασήμαντως.

Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε ένα κτίριο λουτρού μόνο ως λουτρό, τότε ο σωλήνας μπορεί να γίνει και σφιχτός. Εάν το λουτρό σκέφτεται από εσάς και ως τόπος πιθανής παραμονής (προσωρινή κατοικία, διανυκτέρευση), ειδικά το χειμώνα, τότε είναι πιο σκόπιμο να κάνει αμέσως το μονωμένο και ποιοτικά "για τη ζωή". Οι σόμπες μπορούν να αλλάξουν τουλάχιστον καθημερινά, να σηκώσουν το σχεδιασμό των βρώμικων και λεπτομερέστερα και ο σωλήνας θα είναι ο ίδιος.

Τουλάχιστον αν η σόμπα λειτουργεί σε λειτουργία Μακρά καύση (Ξήρανση), τότε η μόνωση του σωλήνα είναι απολύτως απαραίτητη, καθώς σε χαμηλές εγκαταστάσεις (1 - 5 kW), ο σφιχτός μεταλλικός σωλήνας θα γίνει εντελώς κρύος, το συμπύκνωμα θα ρέει άφθονα, η οποία στους ισχυρότερους παγετούς μπορεί ακόμη και να ανεβεί και να ανέβει και επικάλυψη του σωλήνα. Αυτό είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο παρουσία σπινθήρων πλέγματος και ομπρέλες με μικρά κενά που διέρχονται. Οι αυξήσεις είναι κατάλληλες για έντονη πρωτογενεία το καλοκαίρι και είναι εξαιρετικά επικίνδυνα για τους αδύναμους τρόπους καύσης καυσόξυλων το χειμώνα. Λόγω της πιθανής απόφραξης του πάγου σωλήνων, την εγκατάσταση των εκτροπών και των ομπρέλες καμινάδες Απαγορεύτηκε το 1991 (και σε καμινάδες των σόμπων αερίων ακόμα νωρίτερα).

Σύμφωνα με τις ίδιες εκτιμήσεις, δεν είναι απαραίτητο να εμπλακεί στο ύψος του σωλήνα - το επίπεδο ώσης δεν είναι τόσο σημαντικό για ένα μη-ελεύθερο φούρνο λουτρών. Εάν θα προσομοιωθεί, μπορείτε πάντα να αερίζετε γρήγορα το δωμάτιο. Αλλά το ύψος πάνω από την κορυφογραμμή της οροφής (όχι μικρότερη από 0,5 m) πρέπει να τηρείται για να αποφευχθεί η εμφάνιση ώσης κατά τη διάρκεια των αιολικών ριπών. Στις απαλές στέγες, ο σωλήνας πρέπει να εκτελεί πάνω από το κάλυμμα του χιονιού. Σε κάθε περίπτωση, είναι καλύτερο να έχετε ένα σωλήνα κάτω, αλλά θερμότερο (αυτό που είναι υψηλότερο, αλλά πιο κρύο). Οι υψηλοί σωλήνες το χειμώνα είναι πάντα κρύες και επικίνδυνες σε λειτουργία.

Οι σωλήνες κρύου καπναγωγού έχουν πολλά ελαττώματα. Ταυτόχρονα, μπερδεμένα, αλλά όχι πολύ μεγάλοι σωλήνες σε μεταλλικούς φούρνους κατά τη διάρκεια των απορροφητών που θερμαίνονται γρήγορα (πολύ ταχύτερα από τους σωλήνες τούβλων), παραμένουν ζεστές με μια ενεργητική διαμαρτυρία και επομένως στα λουτρά (και όχι μόνο στα λουτρά) χρησιμοποιούνται πολύ ευρέως ευρέως , ειδικά επειδή είναι σχετικά φτηνές. Οι ασταμάτητοι τσιμέντου Asbic σε μεταλλικούς φούρνους δεν χρησιμοποιούνται, καθώς έχουν πολύ βάρος, και επίσης καταστρέφουν κατά την υπερθέρμανση με το βλαστό των θραυσμάτων.

Σύκο. 3. Τα απλούστερα σχέδια των σωλήνων μετάλλων: 1 - μεταλλική στρογγυλή καμινάδα. 2 - Αφρώδης. 3 - Καπάκι προστασίας του σωλήνα από ατμοσφαιρική καθίζηση. 4 - Rafters. 5 - Φύλλα στέγης. 6. - αποστράγγιση brucki μεταξύ των δοκών (ή των δοκών) για την εγγραφή του Firefare (κοπής) στην οροφή ή την επικάλυψη (εάν είναι απαραίτητο). 7 - Σπρώνα στέγης? 8 - μαλακές στέγες (καουτσούκ, υδροηλελοολοόλη, Μαλακό κεραμίδι, κυματοειδές φύλλα bitument-bitumen, κλπ.). 9 - μεταλλικό φύλλο για δάπεδο στέγης και επικάλυψη της πώλησης (επιτρέπεται η χρήση ενός επίπεδου φύλλου ενός αχιέδα - μια ηλεκτρική μονωτική πλατφόρμα Asbo-τσιμέντου). 10 - Επένδυση αποστράγγισης μετάλλων. 11 - Ασβίκτος Σφράγιση του κενού (άρθρωση). 12 - μεταλλικό καπάκι. 13 - δοκοί οροφής (με την πλήρωση του χώρου με μόνωση). 14 - κάλυψη οροφής · 15 - το φύλο της σοφίτα (εάν είναι απαραίτητο) · 16 - Κοπή οροφής μετάλλων. 17 - Γωνίες ενισχύσεων μετάλλων. 18 - μεταλλικό κάλυμμα της κοπής οροφής (εάν είναι απαραίτητο). 19 - Μονωτική μη καύσιμη θερμότητα ανθεκτική (Ceramzit, άμμος, περλίτη, minvat). 20 - προστατευτικό μαξιλάρι (μεταλλικό φύλλο σε ένα στρώμα από χαρτόνι αμίαντος με πάχος 8 mm). 21 - μεταλλικό σωλήνα οθόνης.

α) μη σημαδεμένο σωλήνα ·
β) τον θερμομονωμένο θωρακισμένο σωλήνα με αντοχή στη μεταφορά θερμότητας τουλάχιστον 0,3 m2 -grad / w (το οποίο ισοδυναμεί με το πάχος από τούβλα 130 mm ή το πάχος της μόνωσης του τύπου 20 mm minvata).

Στο Σύκο. 3. Παρουσιάστηκαν τυπικά συστήματα τοποθέτησης των μπερδεμένων Μεταλλικοί σωλήνες. Ο ίδιος ο σωλήνας θα πρέπει να αγοραστεί από ανοξείδωτο χάλυβα με πάχος τουλάχιστον 0,7 mm. Η μεγαλύτερη διάμετρος του underquarriage του ρωσικού σωλήνα είναι 120 mm, φινλανδικά - 115 mm.

Σύμφωνα με το GOST 9817-95, η περιοχή εγκάρσιας διατομής της καμινάδας πολλαπλών στροφών θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 8 cm 2 ανά 1 kW της ονομαστικής θερμικής ισχύος που απελευθερώνεται στο Firebox κατά την καύση καυσόξυλων. Αυτή η ισχύς δεν πρέπει να συγχέεται με τη θερμική ισχύ του φούρνου, που απελευθερώνεται από την εξωτερική επιφάνεια τούβλου του κλιβάνου στο δωμάτιο με Snip 2.04.05-91. Αυτή είναι μια από τις πολυάριθμες παρεξηγήσεις μας. κανονιστικά έγγραφα. Δεδομένου ότι οι φούρνοι στεγνώματος θερμότητας είναι συνήθως γεμάτοι μόνο 2-3 ώρες την ημέρα, τότε η ισχύς στον κλίβανο είναι περίπου δέκα φορές η ισχύς της απελευθέρωσης θερμότητας από την επιφάνεια του φούρνου από τούβλα.

Την επόμενη φορά θα μιλήσουμε για τα χαρακτηριστικά της τοποθέτησης σωλήνων πλημμυρών.

κατάσταση εκπαιδευτικό ίδρυμα Ανώτερη επαγγελματική εκπαίδευση

"Samara State Πολυτεχνείο»

Τμήμα "Χημική Τεχνολογία και Βιομηχανική Οικολογία"

Εργασία μαθήματος

Κάτω από την πειθαρχία "Τεχνική θερμοδυναμική και θερμική μηχανική"

Θέμα: Υπολογισμός της εγκατάστασης της θερμότητας των αποβλήτων του τεχνολογικού κλιβάνου

Ολοκληρώθηκε: Φοιτητής Ryabinin Ε.Α.

ZF Course III 19

Έλεγχος: Σύμβουλος Churkina A.Yu.

Σαμάρα 2010

Εισαγωγή

Οι περισσότερες χημικές επιχειρήσεις σχημάτισαν θερμικά απόβλητα υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δευτερεύοντες ενεργειακοί πόροι (WEP). Αυτά περιλαμβάνουν εξερχόμενα αέρια διαφόρων λέβητων και τεχνολογικών κλιβάνων, ψυγμένα ρεύματα, ψύξης νερού και ξοδευμένο ατμό.

Η θερμική κατεύθυνση καλύπτει σε μεγάλο βαθμό την ανάγκη για τη ζεστασιά των επιμέρους βιομηχανιών. Έτσι, στη βιομηχανία του αζώτου, εις βάρος του WEP, το Bole είναι ικανοποιημένο με την ανάγκη θερμότητας 26%, στη βιομηχανία σόδα - περισσότερο από 11%.

Η ποσότητα του χρησιμοποιούμενου που χρησιμοποιείται εξαρτάται από τρεις παράγοντες: τη θερμοκρασία WEP, τη θερμική τους ενέργεια και τη συνέχεια εξόδου.

Επί του παρόντος, η διάθεση θερμότητας των αερίων παραγωγής καυσαερίων ήταν η μεγαλύτερη κατανομή, η οποία σχεδόν όλες οι διαδικασίες πυρκαγιάς έχουν υψηλό δυναμικό θερμοκρασίας και στις περισσότερες βιομηχανίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν συνεχώς. Η θερμότητα των καυσαερίων είναι το κύριο ουσιαστικό ενεργειακό ισοζύγιο. Χρησιμοποιείται κυρίως για τεχνολογικούς και σε ορισμένες περιπτώσεις - τόσο για ενεργειακούς σκοπούς (στους λέβητες - χρησιμεύτες).

Ωστόσο, η ευρέως διαδεδομένη χρήση θερμικού νερού υψηλής θερμοκρασίας συσχετίζεται με την ανάπτυξη μεθόδων χρησιμοποίησης, συμπεριλαμβανομένων θερμικών θερμών σκωριών, προϊόντων κλπ., Νέες μεθόδους διάθεσης θερμότητας των καυσαερίων, καθώς και με τη βελτίωση των σχεδίων των υφιστάμενων Εξοπλισμός χρησιμοποίησης.

1. Περιγραφή του τεχνολογικού συστήματος

Σε σωληνοειδείς κλίβους που δεν έχουν θαλάμους μεταφοράς, ή σε κλίβους τύπου ακτινοβολίας, αλλά με σχετικά υψηλή αρχική θερμοκρασία του θερμαινόμενου προϊόντος, η θερμοκρασία των καυσαερίων μπορεί να είναι σχετικά υψηλή, η οποία οδηγεί σε αυξημένη απώλεια θερμότητας, μείωση στην αποδοτικότητα του κλιβάνου και την μεγαλύτερη κατανάλωση καυσίμου. Επομένως, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η θερμότητα των καυσαερίων. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε με τη χρήση ενός θερμαντήρα αέρα, τον αέρα θέρμανσης που εισέρχεται στον κλίβανο καύσης καυσίμου ή την εγκατάσταση των ανακυκλώσεων απόβλητων απορριμμάτων που σας επιτρέπουν να αποκτήσετε υδρατμούς που είναι απαραίτητο για τις τεχνολογικές ανάγκες.

Ωστόσο, απαιτούνται πρόσθετες δαπάνες του θερμαντήρα αέρα, φυσητήρα και πρόσθετη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνονται από τον κινητήρα φυσητήρα.

Για να εξασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του θερμαντήρα αέρα, είναι σημαντικό να αποφευχθεί η δυνατότητα διάβρωσης της επιφάνειας της από την πλευρά καπναγωγών των καυσαερίων. Αυτό το φαινόμενο είναι δυνατό όταν η θερμοκρασία της επιφάνειας της ανταλλαγής θερμότητας είναι κάτω από τη θερμοκρασία του σημείου δρόσου. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος των καυσαερίων, απευθείας σε επαφή με την επιφάνεια του θερμαντήρα αέρα, είναι σημαντικά ψύχεται, οι υδρατμοί που περιέχονται σε αυτά είναι εν μέρει συμπυκνωμένοι και, απορροφά το διοξείδιο του θείου από τα αέρια, σχηματίζει επιθετικό ασθενές οξύ.

Το σημείο δρόσου αντιστοιχεί στη θερμοκρασία στην οποία η πίεση κορεσμένου νερού ατμού αποδειχθεί ότι είναι ίση με τη μερική πίεση των υδρατμών που περιέχεται στα καυσαέρια.

Μία από τις πιο αξιόπιστες μεθόδους προστασίας από τη διάβρωση είναι μια προ-θέρμανση αέρα με οποιονδήποτε τρόπο (για παράδειγμα, σε νερό ή ατμό) σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο δρόσου. Μια τέτοια διάβρωση μπορεί να συμβεί στην επιφάνεια των σωλήνων μεταφοράς, εάν η θερμοκρασία της πρώτης ύλης που εισέρχεται στον κλίβανο είναι χαμηλότερη από το σημείο δρόσου.

Η πηγή θερμότητας, για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός κορεσμένου ατμού, είναι η αντίδραση οξείδωσης (καύση) του κύριου καυσίμου. Τα αέρια καπνού που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της καύσης δίνουν τη θερμότητά τους στην ακτινοβολία και στη συνέχεια θαλάμους μεταφοράς με ακατέργαστη ροή (ζεύγος νερού). Ο υπερθερμασμένος υδρατμός εισέρχεται στον καταναλωτή και τα προϊόντα καύσης αφήνουν το φούρνο και εισέρχονται στον λέβητα ανακύκλωσης. Στην έξοδο του αυτοκινήτου, ένας κορεσμένος υδρατμός φτάνει πίσω στην τροφοδοσία στον ατμό υπερθέρμανσης του φούρνου, και τα καυσαέρια, ψύξη Θρεπτικό νερόΕισάγετε τον θερμαντήρα αέρα. Από τον θερμαντήρα με αέρα, τα καυσαέρια πηγαίνουν στη σκηνή, όπου το νερό που έρχεται στο πηνίο θερμαίνεται και πηγαίνει να κατευθύνει στον καταναλωτή και τα καυσαέρια στην ατμόσφαιρα.

2. Υπολογισμός του κλιβάνου

2.1 Υπολογισμός της διαδικασίας καύσης

Ορίζουμε τη χαμηλή καύση θερμότητας του καυσίμου Q. R Ν. . Εάν το καύσιμο είναι ένα άτομο μεμονωμένο υδρογονάνθρακα, τότε η καύση θερμότητας Q. R Ν. Είναι ίση με την τυποποιημένη θερμότητα της καύσης μείον τη θερμότητα της εξάτμισης του νερού στα προϊόντα καύσης. Μπορεί επίσης να υπολογιστεί σύμφωνα με τις τυποποιημένες θερμικές επιδράσεις του σχηματισμού πηγής και τελικών προϊόντων που βασίζονται στον νόμο GESS.

Για καύσιμο που αποτελείται από ένα μείγμα υδρογονανθράκων, προσδιορίζεται η θερμότητα της καύσης, αλλά ο κανόνας της προσθετικότητας:

Οπου Q Pi N. - θερμότητα καύσης ΕΓΩ. -Ο συστατικό καυσίμου.

y i. - Συγκέντρωση ΕΓΩ. - Συστατικό καυσίμου σε κλάσματα από το ένα, τότε:

Q. R Ν. εκ = 35,84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0.00333+ 91.32 ∙ 0.0012+ 118.73 ∙ 0.0004 + 146.10 ∙ 0.0001 \u003d 35,75 MJ / m 3.

Μοντέρη μάζα καυσίμων:

M m. = Σ ΜΙ. ∙ y i. ,

Οπου ΜΙ. - μοριακή μάζα ΕΓΩ. - Εξαρτήματα καυσίμων, από εδώ:

M m \u003d. 16.042 ∙ 0,987 + 30.07 ∙ 0,0033 + 44.094 ∙ 0.0012 + 58.120 ∙ 0.0004 + 72.15 ∙ 0.0001 + 44.010 ∙ 0.001 + 28.01 ∙ 0.007 \u003d 16.25 kg / mol.

kg / m 3,

έπειτα Q. R Ν. εκ , που εκφράζεται στο MJ / KG, ισούται με:

Mj / kg.

Τα αποτελέσματα του υπολογισμού μειώνεται στον πίνακα. ένας:

Σύνθεση καυσίμων Τραπέζι 1

Ορίζουμε τη στοιχειώδη σύνθεση καυσίμου,% (μάζα.):


,

Οπου Ν Ι Γ. , nIH. , n i n. , n i o. - τον αριθμό των ατόμων άνθρακα, του υδρογόνου, του αζώτου και του οξυγόνου στα μόρια των μεμονωμένων συστατικών που περιλαμβάνονται στο καύσιμο ·

Το περιεχόμενο κάθε συστατικού του καυσίμου, των μαζών. %;

x i. - το περιεχόμενο κάθε συστατικού καυσίμου, λένε. %;

ΜΙ. - μοριακή μάζα μεμονωμένων συστατικών καυσίμων.

M m. - μοριακή μάζα καυσίμων.

Έλεγχος της σύνθεσης :

C + Η + Ο + Ν \u003d 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1.2 \u003d 100% (μάζα).


Ορίζουμε τη θεωρητική ποσότητα αέρα που απαιτείται για την αποτέφρωση 1 kg καυσίμου, προσδιορίζεται από τη στοιχειομετρική εξίσωση της αντίδρασης καύσης και της περιεκτικότητας σε οξυγόνο στον ατμοσφαιρικό αέρα. Εάν η στοιχειώδης σύνθεση του καυσίμου, η θεωρητική ποσότητα αέρα είναι γνωστή L 0. , kg / kg, υπολογιζόμενη από τον τύπο:

Στην πράξη, εισάγεται υπερβολική ποσότητα αέρα για να εξασφαλιστεί η πληρότητα της καύσης καυσίμου στον κλίβανο, θα βρούμε μια έγκυρη ροή αέρα στην α \u003d 1,25:

ΜΕΓΑΛΟ. = αλή 0 ,

Οπου ΜΕΓΑΛΟ. - έγκυρη ροή αέρα ·

Α - Υπερβολικός συντελεστής αέρα,

ΜΕΓΑΛΟ. = 1,25 ∙ 17.0 \u003d 21,25 kg / kg.

Ειδικός όγκος αέρα (n. Y) για καύση 1 kg καυσίμου:

Οπου ρ Β. \u003d 1,293 - πυκνότητα αέρα υπό κανονικές συνθήκες,

m 3 / kg.


Βρίσκουμε τον αριθμό των προϊόντων καύσης που σχηματίζονται κατά την καύση 1 kg καυσίμου:

Εάν η στοιχειώδης σύνθεση του καυσίμου είναι γνωστή, τότε η σύνθεση μάζας των καυσαερίων ανά 1 kg καυσίμου στην πλήρη καύση του μπορεί να προσδιοριστεί με βάση τις ακόλουθες εξισώσεις:

Οπου m CO2. , m h2o. , m n2. , m o2. - Μάζα κατάλληλων αερίων, kg.

Συνολικά προϊόντα καύσης:

Μ. ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. = m Co2 + Μ Η2Ο + Μ Ν2 + Μ Ο2

Μ. ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. \u003d 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 \u003d 22,25 kg / kg.

Ελέγξτε την τιμή που λαμβάνεται:

Οπου W F. - Ειδική κατανάλωση ατμού ακροφυσίου κατά την καύση υγρού καυσίμου, kg / kg (για καύσιμο αερίου W F. = 0),


Δεδομένου ότι το καύσιμο είναι αέριο, παραμεληθεί η περιεκτικότητα σε υγρασία στον αέρα και η ποσότητα του ατμού νερού δεν λαμβάνει υπόψη.

Βρείτε τον όγκο των προϊόντων καύσης υπό κανονικές συνθήκες που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της καύσης 1 kg καυσίμου:

Οπου ΜΙ. - τη μάζα του αντίστοιχου αερίου που παράγεται κατά την καύση 1 kg καυσίμου ·

ρ ι. - πυκνότητα αυτού του αερίου υπό κανονικές συνθήκες, kg / m 3 ·

ΜΙ. - μοριακή μάζα αυτού του αερίου, kg / kmol;

22.4 - Ομιδωτός όγκος, M 3 / kmol,

m 3 / kg; m 3 / kg;

m 3 / kg; m 3 / kg.

Ο συνολικός όγκος των προϊόντων καύσης (n. Y) στην πραγματική ροή του αέρα:

V \u003d V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,

V. = 1.38 + 2.75+ 13.06 + 0.70 \u003d 17,89 m 3 / kg.

Η πυκνότητα των προϊόντων καύσης (n. Y):


kg / m 3.

Θα βρούμε τη θερμική ικανότητα και την ενθαλπία προϊόντων καύσης 1 kg καυσίμου στην περιοχή θερμοκρασίας από 100 ° C (373 Κ) έως 1500 ° C (1773 Κ) χρησιμοποιώντας τον πίνακα δεδομένων. 2.

Μεσαία ειδική θερμική ικανότητα αερίων με P, KJ / (Kg ∙ K) Πίνακας 2

Τ. , ° S.

Ενθαλπία καυσαερίων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της καύσης 1 kg καυσίμου:

Οπου με CO2. , Με H2O. , Με n2. , με o2. - μεσαία ειδική ικανότητα θερμότητας σε σταθερή πίεση του αντίστοιχου γκαζόν σε θερμοκρασίες Τ. , KJ / (KG · K);

με Τ. - τη μέση θερμική ικανότητα των καυσαερίων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της καύσης 1 kg καυσίμου σε θερμοκρασίες Τ. , KJ / (KG K);

στους 100 ° C: kj / (kg ∙ k);


Στις 200 ° C: KJ / (Kg ∙ K);

στους 300 ° C: kJ / (kg ∙ k);

στους 400 ° C: kJ / (kg ∙ k);

στους 500 ° C: kJ / (kg ∙ k);

στους 600 ° C: kJ / (kg ∙ k).

στους 700 ° C: kJ / (kg ∙ k);

στους 800 ° C: kJ / (kg ∙ k);

στους 1000 ° C: kj / (kg ∙ k);

στους 1500 ° C: kJ / (kg ∙ k).


Τα αποτελέσματα των υπολογισμών μειώνεται στον πίνακα. 3.

Προϊόντα ενίσχυσης της καύσης Πίνακας 3.

Σύμφωνα με τον πίνακα. 3 Δημιουργήστε ένα χρονοδιάγραμμα εξάρτησης H t. = ΦΑ. ( Τ. ) (Εικ. 1) βλέπε συνημμένο .

2.2 Υπολογισμός Θερμική ισορροπία Φούρνοι, φούρνοι απόδοσης και κατανάλωση καυσίμου

Η ροή θερμότητας, που θεωρείται με ατμό νερού στον κλίβανο (χρήσιμο θερμικό φορτίο):

Οπου ΣΟΛ. - την ποσότητα υπερθέρμανσης υδρατμών ανά μονάδα χρόνου, kg / s;

H v1. και N vp2.


Πάρτε τη θερμοκρασία των ροών καυσαερίων ίση με 320 ° C (593 K). Η απώλεια θερμότητας με ακτινοβολία στο περιβάλλον θα είναι 10% και το 9% των οποίων χάνονται στον ακτινοβόλο θάλαμο και 1% στη μεταφορά. Η αποτελεσματικότητα του κλιβάνου Η Τ \u003d 0,95.

Η απώλεια θερμότητας από το χημικό Nosta, καθώς και ο αριθμός θερμότητας εισερχόμενου καυσίμου και παραμέλησης αέρα.

Προσδιορίστε τον κλίβανο KPD:

Οπου Πως - Προϊόντα ενθαλπίας καύσης στη θερμοκρασία των καυσαερίων που αφήνουν το φούρνο, t ; Η θερμοκρασία των εξερχόμενων καυσαερίων λαμβάνεται συνήθως 100 έως 150 ° C πάνω από την αρχική θερμοκρασία της πρώτης ύλης στην είσοδο του κλιβάνου. q ιδρώτα - Απώλεια θερμότητας με ακτινοβολία στο περιβάλλον,% ή μετοχές από Q ;

Κατανάλωση καυσίμου, kg / s:

kg / s.

2.3 Υπολογισμός της φωτογραφικής μηχανής ακτινοβολίας και της κάμερας μεταφοράς

Ορίζουμε τη θερμοκρασία καυσαερίων στο πέρασμα: Τ. Π \u003d 750 - 850 ° С, Αποδοχή

Τ. Π \u003d 800 ° C (1073 K). Προϊόντα καύσης ενισχύσεων σε θερμοκρασία στο πέρασμα

Η. Π \u003d 21171,8 kJ / kg.

Θερμική ροή, που αντιλαμβάνεται με υδρατμούς σε ακτινοβολούμενους σωλήνες:

Οπου Ν. P - ενθαλπία προϊόντων καύσης στη θερμοκρασία των καυσαερίων PA Perevali, KJ / kg;

Η T - η αποτελεσματικότητα του κλιβάνου. Συνιστάται να το πάρετε ίση με 0,95 - 0,98.

Θερμική ροή, που θεωρείται από υδρατμούς σε σωλήνες μεταφοράς:

Η ενθαλπία υδρατμών στην είσοδο του τμήματος ακτινοβολίας θα είναι:

KJ / KG.


Δεχόμαστε το μέγεθος της απώλειας πίεσης στο θάλαμο μεταφοράς ∆ Π. προς την \u003d 0,1 MPa, τότε:

Π. προς την = Π. - Π. προς την ,

Π. προς την \u003d 1,2 - 0,1 \u003d 1,1 MPa.

Θερμοκρασία εισόδου υδρατμών στο τμήμα ακτινοβολίας Τ. προς την \u003d 294 ° C, τότε μέση θερμοκρασία Η εξωτερική επιφάνεια των ακτινοβολούμενων σωλήνων θα είναι:

Οπου Δt. - τη διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας της εξωτερικής επιφάνειας των ακτινοβολούμενων σωλήνων και της θερμοκρασίας των υδρατμών (πρώτων υλών) που θερμαίνεται στους σωλήνες. Δt. \u003d 20 - 60 ° C.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ.

Μέγιστη υπολογισμένη θερμοκρασία καύσης:

Οπου ΠΡΟΣ ΤΗΝ. - τη μειωμένη θερμοκρασία του αρχικού μείγματος καυσίμου και αέρα · Είναι αποδεκτό ίσο με τη θερμοκρασία του αέρα που παρέχεται στην καύση.

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ. - Ειδική θερμική ικανότητα των προϊόντων καύσης σε θερμοκρασίες Τ. Π;


° ° C.

Για t max = 1772,8 ° C και Τ. P \u003d 800 ° C Θερμική στάση της απολύτως μαύρης επιφάνειας q S. Για διάφορες θερμοκρασίες της εξωτερικής επιφάνειας των σωλήνων ακτινοβολίας, οι ακόλουθες τιμές είναι:

Θ, ° C 200 400 600

q S. , W / m 2 1,50 ∙ 10 5 1.30 ∙ 10 5 0.70 ∙ 10 5

Δημιουργούμε βοηθητικό διάγραμμα (Εικ. 2) βλέπε συνημμένο όπου βρίσκουμε θερμότητα που κοιτάζει στο θ \u003d 527 ° C: q S. \u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.

Υπολογίζουμε το πλήρες θερμικό ρεύμα που εισάγεται στον κλίβανο:

Προκαταρκτική αξία της περιοχής ισοδύναμης απολύτως μαύρης επιφάνειας:

m 2.

Δεχόμαστε τον βαθμό θωράκισης της τοιχοποιίας ψ \u003d 0,45 και για α \u003d 1,25 το βρίσκουμε αυτό

H S. /Η. ΜΕΓΑΛΟ. = 0,73.


Η τιμή της ισοδύναμης επίπεδης επιφάνειας:

m 2.

Δεχόμαστε τοποθέτηση σωλήνων μονής γραμμής και βήμα μεταξύ τους:

ΜΙΚΡΟ. = 2ΡΕ. Ν. \u003d 2 ∙ 0,152 \u003d 0,304 μ. Για τους παράγοντες σχηματισμού αυτών των τιμών ΠΡΟΣ ΤΗΝ = 0,87.

Το μέγεθος της καλυμμένης επιφάνειας τοιχοποιίας:

m 2.

Η επιφάνεια των σωλήνων ακτινοβολίας θέρμανσης:

m 2.

Επιλέξτε τον κλίβανο BB2, τις παραμέτρους του:

Επιφάνεια του θαλάμου ακτινοβολίας, m 2 180

Επιφάνεια θαλάμου μεταφοράς, m 2 180

Φούρνος μήκους εργασίας, M 9

Πλάτος του θαλάμου ακτινοβολίας, M 1,2

Β. Εκτέλεση

Φλόγα μεθόδου καυσίμου καυσίμου

Διάμετρος ακτινοβολίας διαμέτρου σωλήνα, mm 152 × 6

Διάμετρος σωλήνων θάλαμου μεταφοράς, mm 114 × 6

Ο αριθμός των σωλήνων στον θάλαμο ακτινοβολίας:

Οπου ΡΕ. Η είναι η εξωτερική διάμετρος των σωλήνων στον θάλαμο ακτινοβολίας, m;

ΜΕΓΑΛΟ. PAUL - Χρήσιμο μήκος ακτινοβολούμενων σωλήνων, πλένονται από καυσαέρια, m,

ΜΕΓΑΛΟ. Φύλο \u003d 9 - 0,42 \u003d 8,2 m,

.

Η αλλαγή θερμότητας της επιφάνειας των ακτινοβολούμενων σωλήνων:

W / m 2.

Προσδιορίζουμε τον αριθμό των σωλήνων του θαλάμου μεταφοράς:


Τους έχουμε σε μια εντολή ελέγχου 3 σε μια οριζόντια σειρά. Βήμα μεταξύ των σωλήνων S \u003d 1.7 ΡΕ. H \u003d 0,19 μ.

Η μέση διαφορά θερμοκρασίας καθορίζεται από τον τύπο:

° ° C.

Συντελεστής μεταφοράς θερμότητας στο θάλαμο μεταφοράς:

W / (m 2 ∙ k).

Η αλλαγή θερμότητας της επιφάνειας των σωλήνων μεταφοράς καθορίζεται από τον τύπο:

W / m 2.

2.4 Υδραυλικός υπολογισμός του πηνίου σόμπα

Ο υδραυλικός υπολογισμός του πηνίου του κλιβάνου είναι ο προσδιορισμός της απώλειας πίεσης υδρατμών σε σωλήνες ακτινοβολίας και μεταφοράς.


Οπου ΣΟΛ.

ρ στο v.p. - την πυκνότητα των υδρατμών σε μέση θερμοκρασία και πίεση στον συμπατριώοντα θάλαμο, kg / m 3.

ΡΕ. K - η εσωτερική διάμετρος των σωλήνων μεταφοράς, m;

z. K - ο αριθμός των ροών στο θάλαμο μεταφοράς,

Κυρία.

ν K \u003d 3.311 ∙ 10 -6 m 2 / s.

Η αξία του κριτηρίου Reynolds:

Μ.


Απώλεια πίεσης για τριβή:

PA \u003d 14,4 kPa.

ΡΑ \u003d 20,2 kPa.

όπου σ. Ζ Κ.

- τον αριθμό των στροφών.

Συνολική απώλεια πίεσης:

2.5 Υπολογισμός απώλειας πίεσης υδρατμών στον θάλαμο ακτινοβολίας

Μέση ταχύτητα υδρατμών:

Οπου ΣΟΛ. - κατανάλωση υπερθέρμανσης στον κλίβανο υδρατμών, kg / s ·

ρ R.p. - την πυκνότητα των υδρατμών σε μέση θερμοκρασία και πίεση στον συμπατριώοντα θάλαμο, kg / m 3 ·

ΡΕ. P - Intrunny διάμετρος σωλήνων μεταφοράς, m;

z. P είναι ο αριθμός των ρευμάτων στο θάλαμο κυττάρων,

Κυρία.

Το κινηματικό ιξώδες του υδρατμού σε μέση θερμοκρασία και πίεση στο θάλαμο μεταφοράς ν P \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.

Η αξία του κριτηρίου Reynolds:

Το συνολικό μήκος των σωλήνων στην ευθεία περιοχή:

Μ.


Υδραυλικός συντελεστής τριβής:

Απώλεια πίεσης για τριβή:

PA \u003d 15,1 kPa.

Απώλεια πίεσης για την υπέρβαση της τοπικής αντίστασης:

PA \u003d 11,3 kPa,

όπου σ. Ζ R. \u003d 0,35 - Ο συντελεστής αντίστασης κατά την περιστροφή του 180 ° C,

- τον αριθμό των στροφών.

Συνολική απώλεια πίεσης:


Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι ο επιλεγμένος κλίβανος θα παράσχει τη διαδικασία υπερθέρμανσης των υδρατμών σε μια δεδομένη λειτουργία.

3. Υπολογισμός του χρησιμοποιητή λέβητα

Βρίσκουμε τη μέση θερμοκρασία των καυσαερίων:

Οπου Τ. 1 - Θερμοκρασία καυσαερίων στην είσοδο,

Τ. 2 - η θερμοκρασία των καυσαερίων στην έξοδο, ° C.

° ° C (538 K).

Μάζα ροής καυσαερίων:

όπου κατανάλωση καυσίμου, kg / s;

Για τα καυσαέρια, η ειδική ενθαλπία καθορίζει με βάση τον πίνακα δεδομένων. 3 και το Σχ. 1 από τον τύπο:

Εφαρμογές θερμότητας Πίνακας 4.

Ροή θερμότητας που μεταδίδεται από αέρια καπνού:

Οπου Ν. 1 Ι. Η. 2 - Η ενθαλπία καυσαερίων στη θερμοκρασία της εισόδου και εξόδου από την KU, αντίστοιχα, σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της καύσης 1 kg καυσίμου, KJ / kg,

Β - Κατανάλωση καυσίμου, kg / s;

Η. 1 Ι. Η. 2 - Ειδικές ενέργειες καυσαερίων, KJ / KG,

Ροή θερμότητας, αντιληπτή από το νερό, W:

Οπου η KU - Ο συντελεστής χρήσης της θερμότητας στο KU. η ku \u003d 0,97;

ΣΟΛ. n - έξοδος ατμού, kg / s;

Η. σε VP - ενθαλπία κορεσμένων υδρατμών στη θερμοκρασία εξόδου, KJ / kg;

Η. n in - που εισέρχονται στο θρεπτικό νερό, KJ / KG,

Η ποσότητα των υδρατμών που ελήφθη στο KU, ορίζουμε τον τύπο:

kg / s.

Η ροή θερμότητας, που θεωρείται με νερό στη ζώνη θέρμανσης:

Οπου Η. σε ειδική ενθαλπία νερού σε θερμοκρασία εξάτμισης, KJ / kg;

Θερμική ροή που γίνεται από καυσαέρια νερού στη ζώνη θέρμανσης (χρήσιμη θερμότητα):

Οπου Η. X - Ειδική ενθαλπία καυσαερίων σε θερμοκρασίες Τ. X, επομένως:

kJ / KG.


Η αξία της καύσης 1 kg καυσίμου:

Στο ΣΧ. 1 Θερμοκρασία καπνού που αντιστοιχεί στην τιμή Η. x \u003d 5700.45 kJ / kg:

Τ. X \u003d 270 ° C.

Η μέση διαφορά θερμοκρασίας στη ζώνη θέρμανσης:

° ° C.

270 καυσαέρια 210, λαμβάνοντας υπόψη το δείκτη του αντισυμβαλλομένου:


Οπου ΠΡΟΣ ΤΗΝ F - Συντελεστής μεταφοράς θερμότητας.

m 2.

Η μέση διαφορά θερμοκρασίας στη ζώνη εξάτμισης:


° ° C.

320 καυσαέρια 270, λαμβάνοντας υπόψη τον δείκτη του αντισυμβαλλομένου:

187 υδρατμούς 187


Η επιφάνεια της ανταλλαγής θερμότητας στη ζώνη θέρμανσης:

Οπου ΠΡΟΣ ΤΗΝ F - T6 συντελεστής.

m 2.

Η συνολική έκταση της επιφάνειας ανταλλαγής θερμότητας:

ΦΑ. = ΦΑ. N +. ΦΑ. u,

ΦΑ. \u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.

Σύμφωνα με το GOST 14248-79, επιλέγουμε έναν τυποποιημένο εξατμιστή με χώρο ατμού με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

διάμετρος περιβλήματος, mm 1600

Ο αριθμός των δοκών σωλήνων 1

Ο αριθμός των σωλήνων σε μία δέσμη 362

Ανταλλαγή θερμότητας επιφάνειας, m 2 170

Τραγουδώντας Singing Single

Από σωλήνες, m 2 0,055

4. Θερμαντήρας ισορροπίας θερμότητας

Ατμοσφαιρικός αέρας Με θερμοκρασίες t ° στο x Εισέρχεται στη συσκευή όπου θερμαίνεται μέχρι τη θερμοκρασία t x στο x Λόγω της θερμότητας των καυσαερίων.

Η ροή αέρα, η KG / S προσδιορίζεται με βάση την απαιτούμενη ποσότητα καυσίμων τους:

Οπου ΣΕ - κατανάλωση καυσίμου, kg / s;

ΜΕΓΑΛΟ. - έγκυρη ροή αέρα για καύση 1 kg καυσίμου, kg / kg,

Καυσαέρια, δίνοντας τη ζεστασιά τους, ψύχεται από t DHG. = t dg2. πριν t dg4 .

=

Οπου H3. και Η4. - την ενθαλπία καυσαερίων σε θερμοκρασίες t dg3 και t dg4 Συνεπώς, KJ / KG,

Θερμική ροή, αντιληπτή από τον αέρα, W:


Οπου με in-x - τη μέση ειδική θερμική χωρητικότητα, KJ / (kg έως) ·

0,97 - Απόδοση του θερμαντήρα αέρα,

Τελική θερμοκρασία αέρα ( t x στο x) Προσδιορίζεται από την εξίσωση της ισορροπίας θερμότητας:

ΠΡΟΣ ΤΗΝ.

5. Θερμική ισορροπία της Κτάνα

Μετά τον θερμαντήρα αέρα, τα καυσαέρια εισέρχονται στη συσκευή επαφής με ένα ενεργό ακροφύσιο (Tan), όπου η θερμοκρασία τους μειώνεται t dg5 = t dg4 σε θερμοκρασία t dg6 \u003d 60 ° C.

Η ζεστασιά των καυσαερίων απομακρύνεται από δύο ξεχωριστές ροές νερού. Ένα ρεύμα έρχεται σε άμεση επαφή με τα καυσαέρια και το άλλο εναλλάσσεται μαζί τους τη θερμότητα μέσω του τοιχώματος του πηνίου.

Ροή θερμότητας που δίνεται από αέρια καπνού, W:

Οπου Η 5. και Η 6. - την ενθαλπία καυσαερίων σε θερμοκρασίες t dg5 και t dg6 Συνεπώς, KJ / KG,

Η ποσότητα νερού ψύξης (σύνολο), kg / s προσδιορίζεται από την εξίσωση ισορροπίας θερμότητας:

Όπου η - KPD KTAN, η \u003d 0,9,

kg / s.


Θερμική ροή, που θεωρείται με ψύξη νερού, W:

Οπου Ζ - Κατανάλωση νερού ψύξης, kg / s:

με νερό - ειδική χωρητικότητα νερού, 4.19 kJ / (kg έως) ·

t n νερό και t στο νερό - Θερμοκρασία νερού στην είσοδο και την πρίζα του Κτάνα, αντίστοιχα,

6. Υπολογισμός της αποτελεσματικότητας της εγκατάστασης απομάκρυνσης θερμότητας

Κατά τον προσδιορισμό της αποτελεσματικότητας του συνθεμένου συστήματος ( η ) Η παραδοσιακή προσέγγιση χρησιμοποιείται.

Ο υπολογισμός της απόδοσης εγκατάστασης ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται από τον τύπο:

7. ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ - ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

Η εξωκμετική μέθοδος για την ανάλυση ενεργειακών τεχνολογικών συστημάτων επιτρέπει την πιο αντικειμενικά και ποιοτικά αξιολογήσει τις απώλειες ενέργειας, οι οποίες δεν ανιχνεύονται με οποιονδήποτε τρόπο με τη συνήθη εκτίμηση χρησιμοποιώντας τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Ως κριτήριο για εκτιμήσεις στην υπό εξέταση υπόθεση, χρησιμοποιείται μια εξωκητική απόδοση, η οποία ορίζεται ως η σχέση της αποκλειστικής εξέργειας στην εξέργεια του εισηγμένου στο σύστημα:

Οπου E ολλανδικά - Εξάλειψη των καυσίμων, MJ / kg,

Ε - Εξάλειψη, που αντιλαμβάνεται από τη ροή υδρατμών στον κλίβανο και τη χρησιμοποίηση του λέβητα.

Στην περίπτωση αέριου καυσίμου, ο εξωτερικός εξωτερικός αποστέλλεται από το καύσιμο που ισχύουν ( E dt1) και τον ενεργό αέρα ( E play2.):

Οπου N Ν. και ΟΧΙ. - Ενθαλπία αέρα στη θερμοκρασία εισόδου στον κλίβανο του κλιβάνου και τη θερμοκρασία των θυμάτων, αντίστοιχα, KJ / kg,

ΠΡΟΣ ΤΗΝ. - 298 K (25 ° C).

Δ. - Αλλαγή εντροπίας αέρα, KJ / (KG K).


Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ποσότητα του αέρος που εξετάζεται μπορεί να παραμεληθεί, δηλαδή:

Η επιφυλακτική εξαίρεση για το υπό εξέταση σύστημα είναι κατασκευασμένο από Exsertiga, που αντιλαμβάνεται με πλοίο στον κλίβανο ( E ans1) και το Exxiga, που αντιλαμβάνονται με το νερό με το νερό στο KU ( E avd2.).

Για τη ροή των υδρατμών που θερμαίνονται στον κλίβανο:

Οπου ΣΟΛ. - κατανάλωση ατμού στον κλίβανο, kg / s;

N vp1 και N vp2. - Ενθαλπία υδρατμών στην είσοδο και την έξοδο του κλιβάνου, αντίστοιχα, kJ / kg,

Δs vp - Αλλαγή εντροπίας υδρατμών, KJ / (kg k).

Για τη ροή των υδρατμών που λαμβάνονται στο KU:

Οπου G n. - κατανάλωση ατμού σε Ku, Kg / s;

h έως vp - Ενθαλπία κορεσμένων υδρατμών στην έξοδο του Ku, KJ / KG,

h n B. - Ενθαλπία θρεπτικού νερού στην είσοδο του Ku, KJ / KG.

Ε = E dv1 + e ans2 ,

Ε \u003d 1965.8 + 296.3 \u003d 2262.1 J / kg.


συμπέρασμα

Δίνοντας τον υπολογισμό της προτεινόμενης εγκατάστασης (χρησιμοποίηση της θερμότητας των καυσαερίων του τεχνολογικού κλιβάνου), μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι με αυτή τη σύνθεση του καυσίμου, η απόδοση του κλιβάνου σε ζεύγος νερού, άλλοι δείκτες - το μέγεθος του Η αποτελεσματικότητα του συνθετικού συστήματος είναι υψηλή, οπότε η εγκατάσταση είναι αποτελεσματική. Αυτό έδειξε επίσης την εξωκητική αξιολόγηση του συστήματος "κλιβάνου-λέβητα-λέβητα", αλλά στο κόστος ενέργειας, η εγκατάσταση αφήνει πολλά επιθυμητά και απαιτεί τελειοποίηση.

Κατάλογος μεταχειρισμένων λογοτεχνίας

1. Kharaz D. . ΚΑΙ . Τρόποι χρήσης δευτερογενών ενεργειακών πόρων σε χημικές βιομηχανίες / Δ. Ι. Χάραζ, Β. Ι. Ψακχίς. - Μ.: Χημεία, 1984. - 224 σ.

2. SkoBlo Α. . ΚΑΙ . Διαδικασίες και συσκευές της εξευγενισμού πετρελαίου και της πετροχημικής βιομηχανίας / Α. Ι. Skoblo, Ι. Α. Tregubova, Yu. Κ., Molokanov. - 2η έκδοση., Pererab. και προσθέστε. - Μ.: Χημεία, 1982. - 584 σ.

3. Pavlov K. . ΦΑ. . Παραδείγματα και καθήκοντα με το ρυθμό διαδικασιών και συσκευών χημικής τεχνολογίας: μελέτες. Επίδομα για τα πανεπιστήμια / Κ. F. Pavlov, Π. Γ. Ροδαντόβ, Α. Α. Soskov; Ed. Π. G. Romakova. - 10ο ed., Pererab. και προσθέστε. - L.: Chemistry, 1987. - 576 σελ.

εφαρμογή

2. Η θερμότητα μεταφέρεται μακριά από τα αέρια. Ορίζουμε τη θερμική ικανότητα των καυσαερίων στο Tukh \u003d 8000s.

3. Η απώλεια θερμότητας μέσω της θερμικής αγωγιμότητας τοιχοποιία.

Απώλειες μέσω Arch

Το πάχος της αψίδας είναι 0,3 Μ, ο άξονας υλικού. Δεχόμαστε αυτή τη θερμοκρασία εσωτερική επιφάνεια Η αψίδα είναι ίση με τη θερμοκρασία των αερίων.

Η μέση θερμοκρασία στον κλίβανο:

Σε αυτή τη θερμοκρασία, επιλέγουμε τον συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας του υλικού chaMotte:

Έτσι, οι απώλειες μέσω της αψίδας είναι:

όπου ο α είναι ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας από την εξωτερική επιφάνεια των τοίχων στον περιβάλλοντα αέρα, ίσο με 71,2 kJ / (m2 * h * 0 ° C)

Απώλειες στους τοίχους. Η τοιχοποιία των τοίχων είναι κατασκευασμένη από δύο στρώματα (άξονα 345 mm, διατομώ 115 mm)

Τετράγωνο τοίχο, M2:

Μεθοδική ζώνη

Ζώνη συγκόλλησης

Tomil ζώνη

Σχισμένος

Πλήρης περιοχή των τοίχων 162,73 m2

Με μια γραμμική κατανομή θερμοκρασίας του πάχους τοιχώματος, η μέση θερμοκρασία του σχεδιασμού θα είναι 5500c και ο διατομίτης 1500c.

Ως εκ τούτου.

Πλήρεις απώλειες μέσω της τοιχοποιίας

4. Απώλειες θερμότητας με νερό ψύξης σύμφωνα με πρακτικά δεδομένα Δεχόμαστε ίσο με 10% QX άφιξη, δηλαδή, QX + Q

5. Αξιολογημένες απώλειες λαμβάνουν ποσού 15% Q άφιξης θερμότητας

Να κάνουν μια εξίσωση φούρνου θερμικής ισορροπίας

Η θερμική ισορροπία του κλιβάνου συνεχίζουμε στον Πίνακα 1. 2.

Τραπέζι 1

Πίνακας 2

Κατανάλωση CD / H %

Θερμότητα που δαπανάται σε μεταλλική θέρμανση

 53

Θερμότητα εξερχόμενων αερίων

 26

Απώλειες μέσω της τοιχοποιίας

 1,9

Ψύξη των απωλειών νερού

 6,7

Μη καταχωρημένες απώλειες

 10,6

ΣΥΝΟΛΟ:

100

Ειδική κατανάλωση θερμότητας για θέρμανση 1 κιλό μέταλλο θα είναι


Την επιλογή και τον υπολογισμό του καυστήρα

Δεχόμαστε ότι οι φούρνοι είναι εγκατεστημένοι καυστήρες του τύπου "σωλήνα στον σωλήνα".

Σε ζώνες συγκόλλησης 16 τεμαχίων, στο Tomile 4pcs. Ο συνολικός αριθμός των καυστήρων 20pcs. Καθορίσει Υπολογισμένος αριθμός Αέρα που έρχεται ανά καυστήρα.

Ροή αέρα VV-ώρα.

Τηλεόραση - 400 + 273 \u003d 673 K - Θέρμανση θέρμανσης αέρα.

N - τον αριθμό των καυστήρων.

Η πίεση αέρα μπροστά από τον καυστήρα δέχεται 2,0 kPa. Επομένως, η απαιτούμενη κατανάλωση αέρα εξασφαλίζει τον καυστήρα DBV 225.

Ορίζουμε την υπολογισμένη ποσότητα αερίου ανά καυστήρα.

VG \u003d B \u003d 2667 ώρες κατανάλωση καυσίμου.

Tg \u003d 50 + 273 \u003d 323 k - θερμοκρασία αερίου.

N - τον αριθμό των καυστήρων.

8. Υπολογισμός της ανάκτησης

Για τη θέρμανση του αέρα, σχεδιάζουμε μια ανάκτηση θερμότητας βρόχου από σωλήνες με διάμετρο 57 / 49,5 mm με μια διάδικο θέση

Αρχικά στοιχεία για τον υπολογισμό:

Ωριαία κατανάλωση καυσίμου b \u003d 2667 kJ / h;

Ροή αέρα ανά 1 m3 καυσίμου La \u003d 13,08 m3 / m3.

Την ποσότητα προϊόντων καύσης από 1 m3 εύφλεκτου αερίου Va \u003d 13,89 m3 / m3.

Θέρμανση θέρμανσης TB \u003d 4000 ° C.

Η θερμοκρασία των εξερχόμενων αερίων από τη ρυμούλκηση του κλιβάνου \u003d 8000s.

Ώρα ροής αέρα:

Έξοδος ώρας καπνού:

Μια ωριαία ποσότητα καπνού που διέρχεται από τον επανακρατήρα, λαμβάνοντας υπόψη την απώλεια καπνού στο χτύπημα προς τα έξω και μέσω της υπηρεσίας Bypass και την παροχή αέρα.

Ο συντελεστής M, λαμβάνοντας υπόψη την απώλεια καπνού, να πάρει 0,7.

Ο συντελεστής, λαμβάνοντας υπόψη την υποπόρωση του αέρα στους λογαριασμούς, λαμβάνουμε 0,1.

Τη θερμοκρασία του καπνού μπροστά από τον επανακρατήρα, λαμβάνοντας υπόψη την παροχή αέρα ·

όπου i - αέρια που περιέχουν θερμότητα στο Tuch \u003d 8000s

Αυτή η παραγωγή θερμότητας αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του καπνού TD \u003d 7500C. (βλ. Εικ. 67 (3))

Ο υγρός αέρας είναι ένα μείγμα ξηρού αέρα και υδρατμών. Στον ακόρεστο αέρα, η υγρασία βρίσκεται σε κατάσταση υπερθέρμανσης ατμού και συνεπώς οι ιδιότητες του υγρού αέρα μπορούν να περιγραφούν περίπου από τους νόμους των ιδανικών αερίων.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του υγρού αέρα είναι:

1. Απόλυτη υγρασία ΣΟΛ.Προσδιορισμός της ποσότητας υδρατμών που περιέχεται σε 1 m 3 υγρό αέρα. Ο ατμός νερού καταλαμβάνει ολόκληρο τον όγκο του μίγματος, οπότε η απόλυτη υγρασία του αέρα είναι ίση με τη μάζα 1 m 3 υδρατμών ή πυκνότητας ατμού, kg / m 3

2. Η σχετική υγρασία του αέρα J εκφράζεται από τον λόγο απόλυτης υγρασίας του αέρα στη μέγιστη δυνατή περιεκτικότητα σε υγρασία στην ίδια πίεση και θερμοκρασία ή η αναλογία της μάζας του υδρατμού που ολοκληρώνεται σε 1 m 3 υγρού αέρα , στη μάζα του υδρατμού που απαιτείται για το συνολικό κορεσμό υγρού αέρα 1 m 3 κάτω από την ίδια πίεση και θερμοκρασία.

Η σχετική υγρασία καθορίζει τον βαθμό του κορεσμού του αέρα στην υγρασία:

, (1.2)

όπου - η μερική πίεση του υδρατμού, που αντιστοιχεί στην πυκνότητα του ΡΑ. - την πίεση ενός κορεσμένου ζεύγους στην ίδια θερμοκρασία, ΡΑ. - τη μέγιστη δυνατή ποσότητα ατμού σε 1 Μ 3 κορεσμένο υγρό αέρα, kg / m 3. - Πυκνότητα ζευγών κατά τη μερική πίεση και υγρή θερμοκρασία αέρα, kg / m 3.

Ο λόγος (1.2) ισχύει μόνο όταν μπορεί να θεωρηθεί ότι τα ζεύγη υγρού είναι το τέλειο αέριο μέχρι την κατάσταση κορεσμού.

Η πυκνότητα του υγρού αέρα R είναι η ποσότητα πυκνών υδρατμών και ξηρού αέρα σε μερικές πιέσεις σε 1 m 3 υγρού αέρα σε υγρή θερμοκρασία αέρα αέρα Τ.Προς την:

(1.3)

όπου είναι η πυκνότητα του ξηρού αέρα κατά τη μερική πίεση του σε 1 m 3 υγρού αέρα, kg / m 3. - μερική πίεση ξηρού αέρα, ΡΑ; - σταθερά αερίου ξηρού αέρα, J / (kg × k).

Εκφράζοντας τόσο την εξίσωση για την κατάσταση για ατμό αέρα όσο και για υδρατμούς, παίρνουμε

, (1.5)

Πού είναι η ροή μάζας αέρα και υδρατμών, kg / s.

Αυτές οι ισοτιμίες ισχύουν για τον ίδιο όγκο V. Υγρό αέρα και την ίδια θερμοκρασία. Κοινή χρήση της δεύτερης ισότητας στην πρώτη, παίρνουμε μια άλλη έκφραση για περιεκτικότητα σε υγρασία

. (1.6)

Αντικαθιστώντας τις τιμές σταθεράς αερίου για τον αέρα J / (kg × k) και για υδρατμούς J / (kg × k), λαμβάνουμε την τιμή της περιεκτικότητας σε υγρασία, εκφρασμένη σε χιλιόγραμμα υδρατμών ανά 1 kg ξηρού αέρα



. (1.7)

Αντικαθιστώντας τη μερική πίεση αέρα του μεγέθους, όπου από το προηγούμενο και το ΣΕ - βαρομετρική πίεση αέρα στις ίδιες μονάδες με r, Παίρνω για υγρό αέρα κάτω από βαρομετρική πίεση

. (1.8)

Έτσι, σε δεδομένη βαρομετρική πίεση, η περιεκτικότητα σε υγρασία του αέρα εξαρτάται μόνο από τη μερική πίεση του υδρατμού. Μέγιστη δυνατή περιεκτικότητα σε υγρασία στον αέρα, από όπου

. (1.9)

Επειδή η πίεση κορεσμού αναπτύσσεται με θερμοκρασία, τότε η μέγιστη δυνατή ποσότητα υγρασίας, η οποία μπορεί να περιέχεται στον αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του, τόσο μεγαλύτερη όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία. Εάν οι εξισώσεις (1.7) και (1.8) λύουν σχετικά και, τότε θα λάβουμε

(1.10)

. (1.11)

Ο όγκος του υγρού αέρα σε κυβικά μέτρα ανά 1 kg ξηρού αέρα υπολογίζεται από τον τύπο

(1.12)

Ειδικός όγκος υγρού αέρα v., το m 3 / kg προσδιορίζεται διαιρώντας τον όγκο του υγρού αέρα σε μάζα μίγματος ανά 1 kg ξηρού αέρα:

Ο υγρός αέρας ως ψυκτικό χαρακτηριστικό χαρακτηρίζεται από ενθαλπία (σε kilodzles ανά 1 kg ξηρού αέρα), ίσο με την ποσότητα της ενθαλπίας ξηρού αέρα και υδρατμών νερού

(1.14)

όπου είναι η ειδική θερμική ικανότητα του ξηρού αέρα, KJ / (kg × k). Τ. - θερμοκρασία αέρα, ° C; ΕΓΩ. - Ενθαλπία υπερθερμανμένου ατμού, KJ / kg.

Ενθαλπία 1 kg ξηρού κορεσμένου υδρατμού Χαμηλές πιέσεις Που καθορίζεται από την εμπειρική φόρμουλα, KJ / KG:

όπου - ένας μόνιμος συντελεστής, περίπου ίσος με την ενθαλπία του ζεύγους στους 0 ° C. \u003d 1,97 kJ / (kg × k) - ειδική θερμική ικανότητα ατμού.

Αντικαθιστώντας τις έννοιες ΕΓΩ. Στην έκφραση (1.14) και λαμβάνοντας τη συγκεκριμένη θερμική ικανότητα του στεγνού αέρα μόνιμη και ίση με 1.0036 kJ / (kg × k), θα βρούμε την ενθαλπία υγρού αέρα σε kilodzles ανά 1 kg ξηρού αέρα:

Για τον προσδιορισμό των παραμέτρων του υγρού αερίου, παρόμοια με την εξίσωση που συζητήθηκαν παραπάνω χρησιμοποιούνται.

, (1.17)

όπου είναι η σταθερά του αερίου για το αέριο υπό μελέτη. R - πίεση αερίου.

Αέριο, KJ / KG,

όπου είναι η ειδική θερμική ικανότητα του αερίου, KJ / (kg × k).

Απόλυτη περιεκτικότητα σε υγρασία αερίου:

. (1.19)

Κατά τον υπολογισμό των εναλλάκτη θερμότητας επαφής για ψυκτικά μέσα αεραγωγών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα δεδομένων. 1.1-1.2 ή υπολογιζόμενες εξαρτήσεις για τον προσδιορισμό των φυσικοχημικών παραμέτρων του αέρα (1,24-1,34) και το νερό (1,35). Για τα καυσαέρια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πίνακας δεδομένων. 1.3.

Πυκνότητα Αερίου, KG / M 3:

, (1.20)

όπου - η πυκνότητα του ξηρού αερίου στους 0 ° C, kg / m 3, Mg, m p είναι μοριακά βάρη αερίου και ατμού.

Ο συντελεστής δυναμικής ιξώδους υγρού αερίου, PA × C:

, (1.21)

όπου είναι ο συντελεστής δυναμικής ιξώδους υδρατμών, PA × c; - συντελεστής δυναμικού ιξώδους ξηρού αερίου, PA × c · - συγκέντρωση μάζας ατμού, kg / kg.

Ειδική θερμική ικανότητα υγρού αερίου, KJ / (kg × k):

Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας υγρού αερίου, W / (m × k):

, (1.23)

Οπου Κ. - adiabat δείκτη; ΣΕ - Συντελεστής (για μονοτομικά αέρια ΣΕ \u003d 2.5; Για διατομικά αέρια ΣΕ \u003d 1,9; Για τα τροποποιημένα αέρια ΣΕ = 1,72).

Πίνακας 1.1. Φυσικές ιδιότητες ξηρός αέρας ( r \u003d 0,101 MPa)

Τ., ° C. , kg / m 3 , KJ / (KG × K) , W / (m × k) , PA × C , m 2 / s Pr.
-20 1,395 1,009 2,28 16,2 12,79 0,716
-10 1,342 1,009 2,36 16,7 12,43 0,712
1,293 1,005 2,44 17,2 13,28 0,707
1,247 1,005 2,51 17,6 14,16 0,705
1,205 1,005 2,59 18,1 15,06 0,703
1,165 1,005 2,67 18,6 16,00 0,701
1,128 1,005 2,76 19,1 16,96 0,699
1,093 1,005 2,83 19,6 17,95 0,698
1,060 1,005 2,90 20,1 18,97 0,696
1,029 1,009 2,96 20,6 20,02 0,694
1,000 1,009 3,05 21,1 21,09 0,692
0,972 1,009 3,13 21,5 22,10 0,690
0,946 1,009 3,21 21,9 23,13 0,688
0,898 1,009 3,34 22,8 25,45 0,686
0,854 1,013 3,49 23,7 27,80 0,684
0,815 1,017 3,64 24,5 30,09 0,682
0,779 1,022 3,78 25,3 32,49 0,681
0,746 1,026 3,93 26,0 34,85 0,680
0,674 1,038 4,27 27,4 40,61 0,677
0,615 1,047 4,60 29,7 48,33 0,674
0,566 1,059 4,91 31,4 55,46 0,676
0,524 1,068 5,21 33,6 63,09 0,678
0,456 1,093 5,74 36,2 79,38 0,687
0,404 1,114 6,22 39,1 96,89 0,699
0,362 1,135 6,71 41,8 115,4 0,706
0,329 1,156 7,18 44,3 134,8 0,713
0,301 1,172 7,63 46,7 155,1 0,717
0,277 1,185 8,07 49,0 177,1 0,719
0,257 1,197 8,50 51,2 199,3 0,722
0,239 1,210 9,15 53,5 233,7 0,724

Οι θερμοφυσικές ιδιότητες του ξηρού αέρα μπορούν να προσεγγιστούν με τις ακόλουθες εξισώσεις.

Κινηματικό ιξώδες ξηρού αέρα σε θερμοκρασία από -20 έως +140 ° C, M2 / s:

Pa; (1,24)

και από 140 έως 400 ° C, M 2 / s:

. (1.25)

Πίνακας 1.2. Οι φυσικές ιδιότητες του νερού σε κατάσταση κορεσμού

Τ., ° C. , kg / m 3 , KJ / (KG × K) , W / (m × k) , m 2 / s , N / m Pr.
999,9 4,212 55,1 1,789 -0,63 756,4 13,67
999,7 4,191 57,4 1,306 0,7 741,6 9,52
998,2 4,183 59,9 1,006 1,82 726,9 7,02
995,7 4,174 61,8 0,805 3,21 712,2 5,42
992,2 4,174 63,5 0,659 3,87 696,5 4,31
988,1 4,174 64,8 0,556 4,49 676,9 3,54
983,2 4,179 65,9 0,478 5,11 662,2 2,98
977,8 4,187 66,8 0,415 5,70 643,5 2,55
971,8 4,195 67,4 0,365 6,32 625,9 2,21
965,3 4,208 68,0 0,326 6,95 607,2 1,95
958,4 4,220 68,3 0,295 7,52 588,6 1,75
951,0 4,233 68,5 0,272 8,08 569,0 1,60
943,1 4,250 68,6 0,252 8,64 548,4 1,47
934,8 4,266 68,6 0,233 9,19 528,8 1,36
926,1 4,287 68,5 0,217 9,72 507,2 1,26
917,0 4,313 68,4 0,203 10,3 486,6 1,17
907,4 4,346 68,3 0,191 10,7 466,0 1,10
897,3 4,380 67,9 0,181 11,3 443,4 1,05
886,9 4,417 67,4 0,173 11,9 422,8 1,00
876,0 4,459 67,0 0,165 12,6 400,2 0,96
863,0 4,505 66,3 0,158 13,3 376,7 0,93

Πυκνότητα υγρού αερίου, kg / m 3.

mob_info.