Charakterystyka termofizyczna i właściwości gazów. Kursy: Obliczanie instalacji rozpraszania ciepła gazów spalinowych pieca technologicznego Pojemność gazów spalinowych w różnych temperaturach
Właściwości termofizyczne Produkty do spalania gazowego potrzebne do obliczenia zależności różnych parametrów z temperatury tego środowiska gazowego można ustawić na podstawie wartości podanych w tabeli. W szczególności określone zalecenia dotyczące pojemności cieplnej otrzymano w formularzu:
C psm \u003d a -1/ RE.,
gdzie zA. = 1,3615803; b. = 7,0065648; dO. = 0,0053034712; rE. = 20,761095;
C psm \u003d a + bt sm. + cT. 2 SM.,
gdzie zA. = 0,94426057; b. = 0,00035133267; dO. = -0,0000000539.
Pierwsza zależność jest preferowana przez dokładność przybliżenia, druga zależność może zostać przyjęta do obliczania mniejszej dokładności.
Parametry fizyczne gazów spalinowych
(dla P \u003d. 0,0981 MPa; r. CO2 \u003d 0,13; p. H2O \u003d 0,11; r. N2 \u003d 0,76)
| t., ° S. | γ, n · m -3 | z R., W (m 2 ° ° С) -1 | λ · 10 2, W (M · K) -1 | ale · 10 6, M2 · S -1 | μ · 10 6, PA · S | v. · 10 6, M2 · 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 |
Dodatek 3.
(odniesienie)
Przepuszczalność powietrza i dymu kanałów powietrznych i zaworów
1. Aby określić przecieki lub drowshes powietrza, następujące wzory uzyskane przez przybliżenie danych tabelarycznych mogą być stosowane w odniesieniu do kanałów wentylacyjnych systemów sceny:
dla kanałów lotniczych klasy H (w zakresie ciśnienia 0,2 - 1,4 kPa): Δl. = ale(R. - b.) zgdzie Δl. - Sumps (przecieki) powietrza, M3 / M2 · H; R. - ciśnienie, KPA; ale = 10,752331; b. = 0,0069397038; z = 0,66419906;
do kanałów powietrznych klasa p (w zakresie ciśnienia 0,2 - 5,0 kPa): Gdzie a \u003d. 0,00913545; b \u003d. -3,1647682 · 10 8; c \u003d. -1.2724412 · 10 9; d \u003d. 0,68424233.
2. W przypadku zaworów normalnie zamkniętych przed strażnikami, wartości liczbowe specyficznej charakterystyki odporności na przenikanie dymu w zależności od temperatury gazu odpowiadają danych uzyskanych podczas stałych testów wypalania różnych produktów na bazie eksperymentalnej VINIIPO:
| 1. Postanowienia ogólne. 2 2. Dane źródłowe. 3 3. Wydechowa antywizyjna. 4 3.1. Usuwanie spalania produktów bezpośrednio z płonącego pokoju. 4 3.2. Usuwanie produktów spalania z sąsiednich gorących pomieszczeń. 7 4. Wentylacja powietrza zasilania. 9 4.1. Dopływ powietrza na schody. 9 4.2. Powietrze B. winda wałów.. 14 4.3. Dopływ powietrza do bramy tambour .. 16 4.4. Kompensacyjna dostawa powietrza. 17 5. Specyfikacje ekwipunek. 17 5.1. Wyposażenie systemów wentylacji powietrza wywiewnego. 17 5.2. Wyposażenie systemów zasilania wentylacji samolotu. 21 6. Tryby sterowania pożarami. 21 Referencje .. 22 Dodatek 1. Określenie podstawowych parametrów obciążenia ogniowego pomieszczeń. 22 Załącznik 2. Właściwości termofizyczne gazów spalinowych. 24 Załącznik 3. Odpowiedź powietrza i dymu kanałów powietrznych i zaworów. 25. |
Gdy urządzenie piec idealnie, chcę mieć projekt, który automatycznie dał tyle powietrza, ponieważ jest to konieczne do spalania. Na pierwszy rzut oka można to zrobić za pomocą komina. Rzeczywiście, bardziej intensywniejsze oparzenia drewna opałowego, tym więcej gorących gazów spalinowych powinno być, tym większe powinno być trust (model gaźnika). Ale to nie jest. Pchnięcie nie zależy od ilości utworzonych gazów spalinowych. Pchnięciem jest spadek ciśnienia w rurze z zbiornika rury przed paliwem. Jest określany przez wysokość rury i temperatury gazów spalinowych, a raczej ich gęstość.
Pchnięcie zależy od wzoru:
F \u003d a (p b - p d) h
gdzie f jest trakcją, a współczynnik pb jest gęstością zewnętrznego powietrza, p D - gęstość gazów spalinowych, H jest wysokością rury
Gęstość gazów spalin jest obliczana przez wzór:
p d \u003d p w (273 + t c) / (273 + t)
gdzie T B i T D są temperaturą w stopniach Celsjusza zewnętrznego powietrza atmosferycznego poza rurami i gazami spalinowymi w rurze.
Szybkość ruchu gazów spalinowych w rurze (zużycie objętości, czyli pojemność ssania rury) SOL. Nie zależy od wysokości rury i jest określona przez różnicę temperatury gazów spalinowych i powietrza zewnętrznego, a także obszaru przekrój komin. Stąd liczba praktycznych wniosków.
po pierwszeRury spalinowe są w ogóle wysokie, aby zwiększyć przepływ powietrza przez piąty, ale tylko w celu zwiększenia ciągu (czyli spadek ciśnienia w rurze). Bardzo ważne jest, aby zapobiec przewróceniu ciągu ciągu (tłumik pieca) z Winddrop (wielkość ciągu powinna zawsze przekraczać możliwe kopie zapasowe wiatru).
Po drugie, Dostosowanie przepływu powietrza jest wygodnie przy użyciu urządzeń, które zmieniają obszar przekroju transmisji na żywo rury, która jest z pomocą zaworów. Wraz ze wzrostem obszaru przekroju poprzecznego kanału komina, na przykład dwukrotnie - można oczekiwać z grubsza podwyższonego wzrostu przepływu powietrza objętościowego przez paliwo.
Wyjaśnijmy to prosty i wizualny przykład. Mamy dwa identyczne piekarniki. Łączymy je w jednym. Uzyskujemy podwójny piec z podwójnym drewnem opałowym, z dwukrotnym zużyciem powietrza i rurą przekrojową. Lub (co jest takie samo), jeśli w Fifuelu jest więcej niż drewno opałowe, musisz otworzyć zawory na rurze coraz więcej.
Po trzecieJeśli piec spala normalnie w trybie stabilnym, a my dodajemy strumień zimnego powietrza przez spalające drewno opałowe w ciągu piątych, gazy spalinowe przyjdą natychmiast, a przepływ powietrza przez piekarnik zostanie zmniejszony. Jednocześnie rozpocznie się spalanie drewna opałowego. Oznacza to, że wydaje się, że bezpośrednio na drewnie nie wpływa i wysyła dodatkowy przepływ przez drewno opałowe, i okazuje się, że rura może pominąć mniej gazów spalin niż wcześniej, gdy ten dodatkowy przepływ powietrza był nieobecny. Sama rura zmniejszy przepływ powietrza na drewnie opałowym, który wcześniej, a poza tym nie pozwala na dodatkowy przepływ zimnego powietrza. Innymi słowy, rura dymu jest uruchomiona.
Dlatego jest to tak szkodliwe dla superstaru zimnego powietrza przez szczeliny w rurach spalinowych, niepotrzebne przepływy powietrza w komórce paliwowej i rzeczywiście jakąkolwiek jasność ciepła w kominie, co prowadzi do zmniejszenia temperatury gazów spalinowych.
CzwartyIm większy współczynnik oporności dynamicznej gazu komina, mniej przepływu powietrza. Oznacza to, że ściany komina są korzystnie prowadzone jako gładkie, bez skręcania i bez tur.
PiątyIm mniejsza temperatura gazów spalinowych, tym wyraźnie zmienia przepływ powietrza podczas wahań w temperaturze gazów spalinowych, co wyjaśnia sytuację zdejmowania rury pod zapłonem pieca.
O szóstym, P. wysokie temperatury Przepływ powietrza gazów spalin nie zależy od temperatury gazów spalinowych. Oznacza to, że z silnym najjemnym piecem przepływ powietrza przestaje zwiększyć i zaczyna polegać tylko na przekroju poprzecznego rury.
Problemy niestabilności powstają nie tylko podczas analizowania charakterystyki termicznej rury, ale także przy rozpatrywaniu dynamiki płynie gazu w rurze. Rzeczywiście, komin jest dobrze wypełniony lekkimi kominami. Jeśli ten lekki gaz spalin wznosi się niezbyt szybko, prawdopodobieństwo nie jest wykluczone, że ciężkie zewnętrzne powietrze może po prostu utopić się w lekkim gazie i stworzyć spadające w dół w rurze. Jest to szczególnie prawdopodobne dla takiej sytuacji z zimnymi ścianami komina, to jest podczas piekarnika zagranicznego.
Figa. 1. Schemat ruchu gazu w zimnym kominie: 1 - paliwo; 2 - dopływ powietrza przez wkurzony; Trąbka 3-dymowa; 4 - połów; 5 - ząb kominkowy; Gaze 6-dymowe; 7-niepowodzenie zimnego powietrza; 8 - przepływ powietrza, powodując odwrócenie pchnięcia.
a) gładka otwarta pionowa rura
b) rurka z zaworem i zębem
c) rura z górnym zaworem
Solidne strzałki - kierunki ruchu lekkich gorących gazów spalinowych. Kropkowane strzały - kierunek ruchu przepływów w dół zimnego ciężkiego powietrza z atmosfery.
Na figa. 1a. Piekarnik jest schematycznie przedstawiony, w którym dostarczane są gazy spalinowe i usunięte przez rurkę spalinową. Nawet paliwo. Ten przepływ padający może zastąpić "regularny" przepływ powietrza przez zdezorientowany 2. Nawet jeśli piec jest zablokowany do wszystkich drzwi, a wszystkie klapy otworów wlotu powietrza zostaną zamknięte, a następnie piekarnik może się spalić z powodu powietrza z góry. Nawiasem mówiąc, jest tak często tak się dzieje, gdy doszcząc węgiel zamknięte drzwi piece. Może się nawet zdarzyć się całkowitym przechyleniem ciągu: powietrze przyjdzie na górze przez rurę, a gazeny spalinowe - wyjdź przez drzwi.
W rzeczywistości, na wewnętrznej ścianie komina, zawsze istnieją nieprawidłowości, pogrubienie, chropowatość, z których gazów spalinowych i przeciwprzesztowych przepływów zimnych powietrza są umieszczone i mieszane ze sobą. Zimny \u200b\u200bprzepływ powietrza jest wypychany lub, ogrzewanie, zaczyna wznieść mieszany z gorącymi gazami.
Efekt wdrażania dalszych strumieni powietrza zimnego jest wzmocnione w obecności częściowo otwartych zaworów, a także tak zwany ząb, szeroko stosowany w produkcji kominków. figa. 1b.). Ząb zapobiega przepływowi zimnego powietrza z rury do przestrzeni kominkowej, a tym samym zapobiega wytapianiu kominka.
Downstream powietrza przepływy w rurze są szczególnie niebezpieczne w mglistej pogodzie: Gazy spalinowe nie są w stanie odparować najmniejszych kropelek wody, chłodzone, ciąg jest zmniejszony i może nawet przechylić. Piekarnik bardzo palenia, nie porusza się.
Z tego samego powodu, piece z surowymi dymnymi rurami mocno dymią. Aby zapobiec wystąpieniu obwodnia, górne zawory są szczególnie skuteczne ( figa. 1V.) Regulowany w zależności od prędkości gazów spalinowych w kominie. Jednak działanie takich zaworów jest niewygodne.
Figa. 2. Zależność nadmiaru współczynnika powietrza jest od momentu protestu pieca (krzywa stała). Krzywa kropkowana jest wymaganym natężeniem przepływu powietrza G potomu do pełnego utleniania produktów do drewna (w tym substancji sadzy i substancji lotnych) w gazach spalinowych (w jednostkach względnych). Krzywa kropkowana kreskowana - prawdziwe zużycie powietrza rury dostarczonej przez rurkę (w jednostkach względnych). Nadmiar współczynnika powietrza jest prywatną rurą G na G Potch
Stabilny i wystarczająco mocny ciąg wystąpi tylko po ogrzewania ścianach rurki dymnej, która wymaga znacznego czasu, tak że na początku protestowania powietrza zawsze brakuje. Współczynnik nadmiaru powietrza w tym samym czasie mniejszym niż jeden, a piec dymny ( figa. 2.). I odwrotnie: Na końcu protood rurka dymu pozostaje gorąca, pchnięcie jest zachowane przez długi czas, chociaż drewno opałowe zostało już prawie spalone (nadmiar współczynnika powietrza jest więcej niż jeden). Metalowe piece z metalowymi rur kominowych są szybsze do reżimu z powodu niskiej pojemności ciepła w porównaniu z ceglanymi trąbkami.
Analiza procesów w kominie można kontynuować, ale jest już tak jasna, że \u200b\u200bbez względu na to, jak dobry piec, wszystkie jego zalety można zmniejszyć do zera przez zerowy komin. Oczywiście w perfekcyjnej wersji, rura dymu musiałaby zastąpić nowoczesny system. Wymuszony spalin spalinowy z wentylatorem elektrycznym o regulowanej zużyciu i przed kondensacją wilgoci z gazów spalinowych. Taki system, między innymi, może oczyścić spaliny z sadzenia, tlenku węgla i innych szkodliwych zanieczyszczeń, a także chłodzących odprowadzanych gazów spalinowych i zapewnić odzyskiwanie ciepła.
Ale to wszystko jest w odległej perspektywie. W przypadku Dacket i ogrodnika trąbka dymu czasami może stać się znacznie droższa niż sam piekarnik, zwłaszcza w przypadku ogrzewania wielopoziomowego domu. Zakazane rury spalinowe są zazwyczaj prostsze i krótsze, ale poziom siły cieplnej pieca może być bardzo duże. Takie rury z reguły są mocno uruchomione wzdłuż całej długości, często wylatują iskry i popiół, ale kondensat i sadowca upadają nieznacznie.
Jeśli planujesz użyć budynku kąpielowego tylko jako kąpiel, rura może być wykonana i szczelna. Jeśli wanna myśli przez ciebie i jako miejsce możliwego pobytu (tymczasowe zamieszkanie, na noc), zwłaszcza w zimie, a następnie jest bardziej celowy, aby natychmiast wykonać izolowane i jakościowo "," na całe życie ". Piece można zmienić przynajmniej każdego dnia, podnieś projekt brudnej i bardziej szczegółowo, a rura będzie taka sama.
Przynajmniej jeśli piec działa w trybie długi spalanie (Suszenie), a następnie izolacja rury jest absolutnie konieczna, ponieważ przy niskich obiektach (1 - 5 kW) szczelna rura metalowa stanie się całkowicie zimna, kondensat będzie obficie przepływający, co w najsilniejszych mrozach może nawet wspinać się i nakładają się na rurę. Jest to szczególnie niebezpieczne w obecności iskrzącej siatki i parasoli z małymi przechodzącymi szczelinami. Incovers nadają się do intensywnych progurentów latem i są niezwykle niebezpieczne dla słabych spalaniach środków drewna opałowego w zimie. Ze względu na możliwe zatykanie lodu rur, instalacji deflektorów i parasoli kominy Był zakazany w 1991 roku (i na kominach pieców gazowych nawet wcześniej).
Zgodnie z tymi samymi względami nie jest konieczne zaangażowanie się w wysokość rury - poziom ciągu nie jest tak ważny dla niewolnego piekarnika do kąpieli. Jeśli będzie symulować, zawsze możesz szybko wentylować pokój. Ale należy przestrzegać wysokości nad grzbietem dachu (nie mniejsza niż 0,5 m), aby zapobiec przechylaniu ciągu podczas podmuchów wiatrowych. Na delikatnych dachach rura powinna występować nad pokrywą śnieżną. W każdym razie lepiej jest mieć rurę, ale cieplej (co jest wyższe, ale zimniejsze). Wysokie rury zimą są zawsze zimne i niebezpieczne.
Zimne rury spalinowe mają wiele wad. Jednocześnie splątane, ale nie bardzo długie rury na metalowych piecach podczas ekstraktorów szybko ogrzewane (znacznie szybciej niż rury ceglane), pozostają gorące z protestem energetycznym, a zatem w kąpielach (a nie tylko w kąpielach) są używane bardzo szeroko , zwłaszcza, że \u200b\u200bsą one stosunkowo tanie. Rury cementowe ASBIC na piecach metalowych nie są używane, ponieważ mają dużo wagi, a także niszczą podczas przegrzania fragmentów fragmentów.
Figa. 3. Najprostsze projekty metalowych rur kominowych: 1 - metalowy komin 2 - musujące; 3 - czapka do ochrony rury przed wytrącaniem atmosferycznym; 4 - krokwie; 5 - Lambers dachu; 6. - Dreasly bruki. między krokwiami (lub wiązkami) do rejestracji strażaków (cięcia) w dachu lub nakładaniu się (w razie potrzeby); 7 - dach szelest; 8 - miękkie dachowe (gumowa, hydrohotelloisol, miękka płytka, arkusze tektury falistej itp.); 9 - metalowy arkusz do podłogi dachowej i nakładanie się wylotu (pozostawiono do stosowania płaskiej arkusza ACEIDA - ASBO-cementowej płyty izolacyjnej); 10 - metalowa podszewka odwadniająca; 11 - uszczelnianie azbestu luki (połączenie); 12 - metalowa czapka; 13 - belki sufitowe (z wypełnieniem przestrzeni przez izolację); 14 - Pokrywa sufitowa; 15 - seks strychu (jeśli to konieczne); 16 - metalowe cięcie sufitowe; 17 - metalowe rogi wzmacniające; 18 - metalowa pokrywa cięcia sufitowego (jeśli to konieczne); 19 - izolacja odporna na ciepło (Ceramzyit, piasek, perlite, minvat); 20 - Podkładka ochronna (blacha metalowa na warstwie kartonu azbestu o grubości 8 mm); 21 - metalowa rura ekranowa.
a) rurka nielagowana;
b) izolowana przez izolowana rura ekranowana z odpornością na przenoszenie ciepła co najmniej 0,3 m2 -grad / W (która jest równoważna z grubością cegły 130 mm lub grubości izolacji minvaty typu 20 mm).
Na figa. 3. Przedstawione typowe schematy montażowe splątane metalowe rury. Sama rura powinna być zakupiona ze stali nierdzewnej o grubości co najmniej 0,7 mm. Najbardziej podwoziem średnicy rury rosyjskiej wynosi 120 mm, fiński - 115 mm.
Według GOST 9817-95, obszar przekroju poprzecznego multi-tury komina powinno wynosić co najmniej 8 cm2 na 1 kW nominalnej mocy termicznej uwalnianej w palenisku podczas spalania drewna opałowego. Ta moc nie powinna być mylona z mocą ciepła piekarnika, wydana z zewnętrznej ceglanej powierzchni pieca do pokoju przez Snip 2.04.05-91. Jest to jeden z naszych licznych nieporozumień. dokumenty regulacyjne. Ponieważ piece do suszenia ciepła są zwykle zaśmiecone tylko 2-3 godziny dziennie, wtedy moc w piecu wynosi około dziesięciu razy moc uwalniania ciepła z powierzchni pieca ceglanego.
Następnym razem porozmawiamy o cechach montażu rur powodziowych.
Stan instytucja edukacyjna Wyższa edukacja zawodowa
"Stan Samara Uniwersytet Techniczny»
Departament "Technologia chemiczna i ekologia przemysłowa"
Praca kursu
pod dyscypliną "Techniczna termodynamika i inżynieria ciepła"
Temat: Obliczanie instalacji ciepła gazów odpadowych pieca technologicznego
Ukończony: Student Ryabinin E.a.
ZF CURE III GROUP 19
Sprawdzone: konsultant Churkina a.yu.
Samara 2010.
Wprowadzenie
Większość przedsiębiorstw chemicznych utworzyła wysokie i niskie temperaturowe odpady termiczne, które mogą być stosowane jako zasoby wtórne (WEP). Obejmują one wychodzące gazy różnych kotłów i pieców technologicznych, chłodzonych strumieni, wody chłodzącej i zużytą parą.
Termiczny WER w dużej mierze obejmuje potrzebę ciepła indywidualnych branż. Tak więc w przemyśle azotowym, kosztem WEP, Bol jest zadowolony z 26% potrzeby ciepła, w branży sodowej - ponad 11%.
Ilość stosowanego wer zależy od trzech czynników: temperatury WEP, ich zasilania termicznego i ciągłości wyjścia.
Obecnie usuwanie gazów produkcyjnych spalin był największy rozkład, który prawie wszystkie procesy strażaków mają wysoki potencjał temperatury, aw większości przemysłu mogą być stosowane w sposób ciągły. Ciepło gazów spalinowych jest głównym bilansem energetycznym materialnym. Jest używany głównie do technologii, aw niektórych przypadkach - zarówno w celach energetycznych (w kotłach - Utylizatory).
Jednakże rozpowszechnione stosowanie wysokotemperaturowej termicznej siatki jest związane z opracowaniem metod wykorzystania, w tym gorących żużlów ciepła, produktów itp., Nowe metody usuwania ciepła gazów spalinowych, a także przy poprawie projektów istniejących Sprzęt do wykorzystania.
1. Opis schematu technologicznego
W piecach rurowych, które nie mają komory konwekcyjnej lub w piecach typu konwekcyjnego promiennika, ale mające stosunkowo wysoką początkową temperaturę ogrzewanego produktu, temperatura gazów spalinowych może być stosunkowo wysoka, co prowadzi do zwiększonej straty ciepła, zmniejszenie W wydajności pieca i większego zużycia paliwa. Dlatego konieczne jest użycie ciepła gazów spalinowych. Można to osiągnąć za pomocą podgrzewacza powietrza, powietrza grzewczego wchodzącego do pieca do spalania paliwa lub instalacja odpadów, które pozwalają uzyskać pary wodną niezbędną do potrzeb technologicznych.
Jednakże dodatkowe koszty nagrzewnicy powietrza, dmuchawy i dodatkowe zużycie energii elektrycznej zużyte przez silnik dmuchawy są wymagane do przeprowadzenia ogrzewania powietrza.
Aby zapewnić normalne działanie podgrzewacza powietrza, ważne jest, aby zapobiec korozji jego powierzchni od strony spalin gazów spalinowych. Zjawisko to jest możliwe, gdy temperatura powierzchni wymiany ciepła jest poniżej temperatury punktu rosy; W tym przypadku część gazów spalinowych, bezpośrednio w kontakcie z powierzchnią podgrzewacza powietrza, jest znacznie chłodzony, para wodna zawarta w nich jest częściowo skondensowana i pochłaniająca dwutlenek siarki z gazów, tworzy agresywny słaby kwas.
Punkt rosy odpowiada temperaturze, w której ciśnienie nasyconej wody pary staje się równa częściowej presji pary wodnej zawartej w gazach spalinowych.
Jedną z najbardziej niezawodnych metod ochrony przed korozją jest wstępnie ogrzewanie powietrza w dowolny sposób (na przykład w wodzie lub kanale parowym) do temperatury powyżej punktu rosy. Taka korozja może wystąpić na powierzchni rur konwekcyjnych, jeśli temperatura surowca wejścia do pieca jest niższa niż punkt rosy.
Źródło ciepła, w celu zwiększenia temperatury nasyconej pary, jest reakcją utleniania (spalanie) pierwotnego paliwa. Gazy dymne utworzone podczas spalania dają ciepło w promieniowaniu, a następnie komór konwekcyjnych z surowym przepływem (para wodna). Przecinająca pary wodna wchodzi do konsumenta, a produkty spalania pozostawiają piekarnik i wejść do kotła recyklingu. Na wylocie samochodu nasycona para wodna przybywa z powrotem do paszy w piekarniku przegrzającym parę i spalin, chłodzenie woda odżywczaWprowadź grzejnik powietrza. Z podgrzewacza napędzanego powietrzem, gazowe spaliny idą do namiotu, gdzie woda pochodząca na cewce jest ogrzewana i przechodzi do bezpośredniego do konsumenta i gazów spalinowych do atmosfery.
2. Obliczanie pieca
2.1 Obliczanie procesu spalania
Definiujemy niskie spalanie ciepła paliwa P. R. N. . Jeśli paliwo jest indywidualnym węglowodorem, a następnie spalanie ciepła P. R. N. Jest równy standardowego ciepła spalania minus ciepło odparowywania wody w produktach spalania. Można go również obliczyć zgodnie ze standardowymi skutkami termicznymi tworzeniem produktów źródłowych i końcowych w oparciu o prawo GESS.
W przypadku paliwa składającego się z mieszaniny węglowodorów określa się ciepło spalania, ale zasada addytywności:
gdzie PI PI N. - Ciepło spalania jA. -Ho składnik paliwa;
y I. - koncentracja jA. -Go składnik paliwa w frakcjach z jednego, to:
P. R. N. cm = 35.84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,00333 + 91.32 ∙ 0,0012 + 118,73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 \u003d 35,75 MJ μm 3.
Masa molowa paliwa:
M M M. = Σ M I. ∙ y I. ,
gdzie M I. - masa cząsteczkowa jA. -Ho składnik paliwa, stąd:
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,
następnie P. R. N. cm , wyrażony w MJ / kg, jest równy:
MJ / kg.
Wyniki obliczeń są zmniejszone w tabeli. jeden:
Skład paliwa Tabela 1
Definiujemy elementarne skład paliwa,% (masa):
,
gdzie n I C. , n I H. , n i n. , n I O. - liczba atomów węgla, atomów wodoru, azotu i tlenu w cząsteczkach poszczególnych składników zawartych w paliwie;
Zawartość każdego składnika paliwa, mas. %;
x I. - Treść każdego składnika paliwa, mówią. %;
M I. - Masa molowa poszczególnych elementów paliwa;
M M M. - Masa molowa paliwa.
Sprawdzanie kompozycji. :
C + H + O + N \u003d 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1.2 \u003d 100% (masa).
Definiujemy teoretyczną ilość powietrza wymaganego do spalania 1 kg paliwa, określa się z równania stechiometrycznego reakcji spalania i zawartości tlenu w powietrzu atmosferycznym. Jeśli kompozycja podstawowa paliwa, znana jest ilość teoretyczna powietrza L 0. , kg / kg, obliczony według wzoru:
W praktyce wprowadzono nadmierną ilość powietrza, aby zapewnić kompletność spalania paliwa w piecu, znajdziemy prawidłowy przepływ powietrza w α \u003d 1,25:
L. = αl. 0 ,
gdzie L. - Ważny przepływ powietrza;
α - Nadmiar współczynnika powietrza,
L. = 1,25 ∙ 17,0 \u003d 21,25 kg / kg.
Specyficzna objętość powietrza (n. Y.) do spalania 1 kg paliwa:
gdzie ρ b. \u003d 1,293 - gęstość powietrza w normalnych warunkach,
m 3 / kg.
Znajdujemy liczbę produktów spalania utworzonych podczas spalania 1 kg paliwa:
jeżeli znana jest elementarna kompozycja paliwa, następnie skład masowy gazów spalinowych na 1 kg paliwa w pełnym spalaniu można określić na podstawie następujących równań:
gdzie m CO2. , m h2o. , m n2. , m O2. - Masa odpowiednich gazów, kg.
Całkowite produkty spalania:
m. s. s. = m CO2 + M H2O + M N2 + M O2
m. s. s. \u003d 2,71 + 2,21 + 16.33 + 1,00 \u003d 22,25 kg / kg.
Sprawdź uzyskaną wartość:
gdzie W F. - Specyficzne zużycie dyszy pary podczas spalania płynnego paliwa, kg / kg (do paliwa gazowego W F. = 0),
Ponieważ paliwo jest gazem, zawartość wilgoci w powietrzu jest zaniedbana, a ilość pary wodnej nie uwzględnia.
Znajdź objętość produktów spalania w normalnych warunkach utworzonych podczas spalania 1 kg paliwa:
gdzie m I. - masa odpowiedniego gazu wytwarzanego podczas spalania 1 kg paliwa;
ρ I. - gęstość tego gazu w normalnych warunkach, kg / m 3;
M I. - Masa molowa tego gazu, kg / kmol;
22.4 - Objętość molowa, M 3 / KMOL,
m 3 / kg; 
m 3 / kg;
m 3 / kg; 
m 3 / kg.
Całkowita objętość produktów spalania (n. Y.) w rzeczywistym przepływie powietrza:
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.
Gęstość produktów spalania (n. Y.):
kg / m 3.
Znajdziemy pojemność ciepła i entalpy produktów spalania 1 kg paliwa w zakresie temperatur od 100 ° C (373 K) do 1500 ° C (1773 k) przy użyciu tabeli danych. 2.
Średnia pojemność cieplna gazów z P, KJ / (kg ∙ K) Tabela 2
| t. , ° S. |
|||||
Entalpia gazów spalinowych utworzonych podczas spalania 1 kg paliwa:
gdzie z CO2. , z H2O. , z N2. , z O2. - Środkowa specyficzna pojemność cieplna przy stałym ciśnieniu odpowiedniego trawnika w temperaturach t. , Kj / (kg · k);
z T. - średnia pojemność cieplna gazów spalinowych utworzonych podczas spalania 1 kg paliwa w temperaturach t. , kj / (kg k);
w 100 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 200 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 300 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 400 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 500 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 600 ° C: KJ / (kg ∙ k);
w 700 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 800 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 1000 ° C: KJ / (kg ∙ K);
w 1500 ° C: KJ / (kg ∙ K);
Wyniki obliczeń są zmniejszone w tabeli. 3.
Enhaulpia Produkty spalania Tabela 3.
Zgodnie z tabelą. 3 Zbuduj harmonogram zależności H t. = fA. ( t. ) (Rys. 1) zobacz załącznik .
2.2 Obliczanie bilans termiczny Piece, piece efektywne i zużycie paliwa
Strumień ciepła, postrzegany przez parę wodną w piecu (przydatne obciążenie termiczne):
gdzie SOL. - ilość przegrzanej pary wodnej na jednostkę czasu, kg / s;
H v1. i N vp2.
Weź temperaturę płynnych gazów spalinowych równych 320 ° C (593 K). Utrata ciepła przez promieniowanie do środowiska będzie wynosić 10%, a 9% z nich zostało utraconych w promiennej komorze, a 1% konwekcji. Wydajność pieca η t \u003d 0,95.
Utrata ciepła z nosta chemicznego, a także liczba ciepła przychodzącego paliwa i zaniedbania powietrza.
Określ piec KPD:
gdzie W jaki sposób - entalpy produkty spalania w temperaturze gazów spalinowych opuszczających piekarnik, t UK. ; Temperatura wychodzących gazów spalinowych zwykle wynosi 100 do 150 ° C powyżej początkowej temperatury surowca przy wejściu do pieca; q pot - utrata ciepła przez promieniowanie do środowiska,% lub udziałów z Q podłoga ;
Zużycie paliwa, kg / s:
kg / s.
2.3 Obliczanie kamery promieniowej i kamery konwekcyjnej
Definiujemy temperaturę gazów spalinowych na przejściu: t. P. \u003d 750 - 850 ° С, akceptuj
t. P. \u003d 800 ° С (1073 k). Enhaulpia Produkty spalania w temperaturze w przełęce
H. P. \u003d 21171,8 kj / kg.
Przepływ termiczny, postrzegany przez wodę pary w rurach promiennych:
gdzie N. P - entalpia produktów spalania w temperaturze gazów spalinowych Perevali, KJ / kg;
η t - wydajność pieca; Zaleca się, aby wziąć go na 0,95 - 0,98;
Przepływ termiczny, postrzegany przez wodę pary w rurach konwekcyjnych:
Entalpia pary wodnej przy wejściu do sekcji promieniowania będzie:
KJ / kg.
Akceptujemy wielkość straty ciśnienia w komorze konwekcyjnej ∆ P. do \u003d 0,1 MPa, to:
P. do = P. - P. do ,
P. do \u003d 1,2 - 0,1 \u003d 1,1 MPa.
Temperatura wejściowa pary wodnej w sekcji Radiant t. do \u003d 294 ° С, a następnie Średnia temperatura Zewnętrzna powierzchnia promiennych rur będzie:
gdzie Δt. - różnica między temperaturą zewnętrznej powierzchni rur promiennych i temperaturę pary wodnej (surowce) ogrzewane w rurach; Δt. \u003d 20 - 60 ° C;
DO.
Maksymalna obliczona temperatura spalania:
gdzie dO. - zmniejszona temperatura początkowej mieszaniny paliwa i powietrza; Przyjęta jest równa temperaturze powietrza dostarczanego do spalania;
dZIĘKI. - specyficzna pojemność cieplna produktów spalania w temperaturach t. P;
° С.
Dla t max. = 1772,8 ° C i t. P \u003d 800 ° C Heat-Sance of Absolutnie czarnej powierzchni q S. Dla różnych temperatur zewnętrznej powierzchni rur promiennych następujące wartości to:
Θ, ° C 200 400 600
q S. , W / M2 1,50 ∙ 10 5 1,30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5
Budujemy wykres pomocniczy (rys. 2) zobacz załącznik gdzie znajdujemy gapienie ciepła w θ \u003d 527 ° C: q S. \u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.
Obliczamy pełny strumień termiczny wprowadzony do pieca:
Wstępna wartość obszaru równoważnej absolutnie czarnej powierzchni:
m 2.
Akceptujemy stopień ekranowania masonerii ψ \u003d 0,45 i dla α \u003d 1,25 uważamy to
H S. /H. L. = 0,73.
Wartość równoważnej płaskiej powierzchni:
m 2.
Akceptujemy jednorzędowe umiejscowienie rury i krok między nimi:
S. = 2rE. N. \u003d 2 ∙ 0,152 \u003d 0,304 m. Dla tych wartości współczynnik DO = 0,87.
Wielkość pokrytych powierzchni murów:
m 2.
Powierzchnia rur radiantów grzewczych:
m 2.
Wybierz piec BB2, jego parametry:
powierzchnia komory promieniowania, m 2 180
powierzchnia komory konwekcyjnej, m 2 180
piekarnik do pracy, m 9
szerokość komory promieniowania, m 1,2
b. Wykonanie
metoda spalania paliwa płomień
Średnica promieniowania średnicy rury, mm 152 × 6
Średnica rur komory konwekcyjnej, mm 114 × 6
Liczba rur w komorze promieniowania:
gdzie rE. H jest zewnętrzną średnicą rur w komorze promieniowania, m;
l. Paul - Przydatna długość promiennych rur, przemywa gazami spalinowymi, m,
l. Płeć \u003d 9 - 0,42 \u003d 8,2 m,
.
Zmiana ciepła powierzchni rur promiennych:
W / m 2.
Określamy liczbę rur komory konwekcyjnej:
Mamy je w kolejności checker 3 w jednym poziomym rzędzie. Krok między rurami S \u003d 1,7 rE. H \u003d 0,19 m.
Średnia różnica temperatur zależy od wzoru:
° С.
Współczynnik przenoszenia ciepła w komorze konwekcyjnej:
W / (m 2 ∙ k).
Zmiana ciepła powierzchni rur konwekcyjnych zależy od wzoru:
W / m 2.
2.4 Obliczanie hydrauliczne cewki kuchennej
Obliczanie hydrauliczne cewki pieca jest określenie utraty ciśnienia pary wodnej w rurach promiennych i konwekcyjnych.
gdzie SOL.
ρ do V.P. - gęstość pary wodnej w średniej temperaturze i ciśnienia w komorze pożarniczej, kg / m3;
rE. k - wewnętrzna średnica rur konwekcyjnych, m;
z. K - liczba strumieni w komorze konwekcyjnej,
sM.
ν K \u003d 3,311 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Wartość kryterium Reynoldsa:
m.
Utrata ciśnienia do tarcia:
Pa \u003d 14,4 kPa.
PA \u003d 20,2 KPA.
gdzie σ. ζ K.
- liczba zakrętów.
Całkowita strata ciśnienia:
2.5 Obliczanie straty ciśnienia pary wodnej w komorze promieniowania
Średnia prędkość pary wodnej:
gdzie SOL. - Zużycie przegrzanego w piecu pary wodnej, kg / s;
ρ R.p. - gęstość pary wodnej w średniej temperaturze i ciśnienia w komorze pożarniczej, kg / m 3;
rE. P - Intruny średnica rur konwekcyjnych, M;
z. P jest liczbą strumieni w komorze komórkowej,
sM.
Lepkość kinematyczna pary wodnej w średniej temperaturze i ciśnienia w komorze konwekcyjnej ν P \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.
Wartość kryterium Reynoldsa:
Całkowita długość rur na strefie prostej:
m.
Współczynnik tarcia hydraulicznego:
Utrata ciśnienia do tarcia:
PA \u003d 15,1 KPA.
Utrata ciśnienia na pokonanie lokalnej odporności:
Pa \u003d 11,3 kPa,
gdzie σ. ζ R. \u003d 0,35 - współczynnik oporu podczas obracania 180 ° C,
- liczba zakrętów.
Całkowita strata ciśnienia:
Obliczenia wykazały, że wybrany piec zapewni proces przegrzania pary wodnej w danym trybie.
3. Obliczanie kotła-utylizatora
Znajdujemy średnią temperaturę gazów spalinowych:
gdzie t. 1 - temperatura gazów spalin przy wejściu,
t. 2 - Temperatura gazów spalin przy wylotowym, ° C;
° С (538 k).
Masowy przepływ gazów spalinowych:
gdzie zużycie paliwa, kg / s;
W przypadku gazów spalinowych, konkretny entalpia określa na podstawie tabeli danych. 3 i rys. 1 według formuły:
Entalpy Heat Carriers. Tabela 4.
Przepływ ciepła przechodzony przez gazy dymne:
gdzie N. 1 I. H. 2 - entalpia gazów spalinowych w temperaturze wejścia i wyjścia z KU, odpowiednio, utworzone podczas spalania 1 kg paliwa, KJ / kg;
B - Zużycie paliwa, kg / s;
h. 1 I. h. 2 - konkretne entalpie gazów spalinowych, KJ / KG,
Przepływ ciepła, postrzegany przez wodę, W:
gdzie η ku - współczynnik stosowania ciepła w KU; η ku \u003d 0,97;
SOL. N - wyjście pary, kg / s;
h. do VP - entalpia nasyconej pary wodnej w temperaturze wyjściowej, KJ / kg;
h. N w przeszerzeniu odżywczej wody, KJ / KG,
Ilość pary wodnej uzyskanej w KU, definiujemy wzorze:
kg / s.
Przepływ ciepła, postrzegany przez wodę w strefie ogrzewania:
gdzie h. do - specyficzne entalpia wody w temperaturze parowania, KJ / kg;
Przepływ termiczny wykonany przez spalin wody w strefie ogrzewania (przydatne ciepło):
gdzie h. X - Specyficzna entalpy gazów spalin w temperaturach t. X, stąd:
kJ / kg.
Wartość spalania 1 kg paliwa:
Na rys. 1 Temperatura dymu odpowiadająca wartościom H. x \u003d 5700.45 KJ / kg:
t. X \u003d 270 ° C.
Średnia różnica temperatur w strefie ogrzewania:
° С.
270 gazów spalinowych 210, biorąc pod uwagę wskaźnik przeciwprądowy:
gdzie DO F - współczynnik przenikania ciepła;
m 2.
Średnia różnica temperatur w strefie parowania:
° С.
320 Gazów spalin 270, biorąc pod uwagę indeks przeciwprądowy:
187 Pary wodna 187
Powierzchnia wymiany ciepła w strefie ogrzewania:
gdzie DO Współczynnik F - T6;
m 2.
Całkowita powierzchnia powierzchni wymiany ciepła:
FA. = FA. N +. FA. u,
FA. \u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.
Zgodnie z Gost 14248-79 wybieramy standardowy parownik z przestrzenią parową z następującymi cechami:
Średnica obudowy, mm 1600
liczba belek rurowych 1
liczba rur w jednym pakiecie 362
wymiana ciepła powierzchniowego, m 2 170
Śpiew śpiewu singla
przez rury, m 2 0,055
4. Grzałka powietrza balansu ciepła
Atmosferyczne powietrze Z temperaturami t ° w x Wchodzi do urządzenia, w którym nagrzewa się do temperatury t x w x Ze względu na ciepło gazów spalinowych.
Przepływ powietrza, kg / s jest określany na podstawie ich wymaganej ilości paliwa:
gdzie W - zużycie paliwa, kg / s;
L. - Ważny przepływ powietrza do spalania 1 kg paliwa, kg / kg,
Gazy spalinowe, wydając ich ciepło, chłodzone t dhg. = t DG2. przed t DG4. .
=
gdzie H3. i H 4. - entalpia gazów spalin w temperaturach t DG3. i t DG4. W związku z tym KJ / KG,
Przepływ termiczny, postrzegany przez powietrze, W:
gdzie z in-x - średnia specyficzna pojemność ciepła, KJ / (kg do);
0,97 - wydajność nagrzewnicy powietrza,
Ostateczna temperatura powietrza ( t x w x) Określony na równaniu równania bilansu ciepła:
DO.
5. Bilans termiczny KTANA
Po podgrzewaczu powietrza gazów spalin wprowadzają urządzenie stykowe z aktywną dyszą (Tant), gdzie ich temperatura zmniejsza się t DG5. = t DG4. do temperatury t DG6. \u003d 60 ° C.
Ciepło gazów spalinowych jest usuwany przez dwa oddzielne przepływy wody. Jeden strumień występuje w bezpośrednim kontakcie z gazami spalinowymi, a drugi przemienna jest z nimi ciepła przez ścianę cewki.
Przepływ ciepła podany przez gazy dymne, W:
gdzie H 5. i H 6. - entalpia gazów spalin w temperaturach t DG5. i t DG6. W związku z tym KJ / KG,
Ilość wody chłodzącej (suma), kg / s jest określona z równania bilansu ciepła:
gdzie η - KPD KTAN, η \u003d 0,9,
kg / s.
Przepływ termiczny, postrzegany przez wodę chłodzącą, W:
gdzie G Water. - Zużycie wody chłodzącej, kg / s:
z wodą - specyficzna pojemność cieplna wody, 4,19 KJ / (kg do);
t n woda i t do wody - temperatura wody przy wejściu i wylotu Ktana, odpowiednio,
6. Obliczanie wydajności instalacji usuwania ciepła
Przy określaniu wydajności systemu syntetyzowanego ( η TU) stosuje się tradycyjne podejście.
Obliczanie efektywności instalacji energii elektrycznej przeprowadza się o wzorze:
7. Exergetical ocena systemu systemu - System Coile-Utilistor
Ekstractyczna metoda analizowania systemów technologicznych energetycznych pozwala na najbardziej obiektywnie i jakościowo oceniać straty energetyczne, które nie są wykrywane w żaden sposób ze zwykłym szacunkiem przy użyciu pierwszego prawa termodynamiki. Jako kryterium szacunków w rozważanej sprawie stosuje się efektywność ekstruktora, która jest określona jako relacja zarezerwowanego egzergii na egzergię wymienionego w systemie:
gdzie E niderlandzki - Exsertaction paliwa, MJ / kg;
E. - Exsertigation, postrzegany przez przepływ pary wodnej w piecu i wykorzystaniu kotła.
W przypadku paliwa gazowego zewnętrzna zewnętrzna jest wysyłana z paliwa zużycia ( E DT1.) i powietrze z wyjątkiem ( E play2.):
gdzie N n. i N o. - entalpia powietrza w temperaturze wejściowej w piecu pieca i temperaturze amulgacji, odpowiednio KJ / kg;
DO. - 298 K (25 ° C);
Δs. - Zmiana entropii powietrza, KJ / (kg k).
W większości przypadków ilość powietrza z wyjątkiem można pominąć, czyli:
Zarezerwowany exsertication dla systemu rozważanego jest wykonany z Exertigi, postrzegany przez prom wodny w piecu ( E ans1.) i Exxiga, postrzegany przez prom wodny w KU ( E AVD2.).
Dla przepływu pary wodnej ogrzewanej w piecu:
gdzie SOL. - zużycie pary w piecu, kg / s;
N VP1. i N vp2. - entalpia pary wodnej przy wejściu i wylotu Piec, odpowiednio KJ / KG;
ΔS VP. - Zmiana entropii pary wodnej, KJ / (kg k).
Dla przepływu pary wodnej uzyskanej w KU:
gdzie G N. - zużycie pary w KU, kg / s;
h do VP. - entalpia nasyconej pary wodnej na wyjściu z KU, KJ / KG;
h n b. - entalpia pożywnej wody przy wejściu w Ku, KJ / kg.
E. = E dv1 + e ans2 ,
E. \u003d 1965.8 + 296,3 \u003d 2262.1 j / kg.
Wniosek
Przeprowadzenie obliczeń na proponowanej instalacji (wykorzystanie ciepła gazów spalinowych pieca technologicznego), można stwierdzić, że dzięki tej kompozycji paliwa, wydajność pieca na pary wodnej, inne wskaźniki - wielkość Wydajność systemu syntetyzowanego jest wysoka, więc instalacja jest skuteczna; To również wykazało, że ekstruktorowa ocena systemu "Kocioł Fuer-Kocioł", ale przy kosztach energii instalacja pozostawia wiele do życzenia i wymaga wyrafinowania.
Lista używanych literatury
1. Kharaz D. . I . Sposoby skorzystania z zasobów energetycznych wtórnych w Chemical Industries / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Chemia, 1984. - 224 p.
2. Skoblo A. . I . Procesy i urządzenia przemysłu rafinacyjnego i petrochemicznego / A. I. Skoblo, I. A. Tregubova, Yu. K., Molokanov. - 2. ed., Peerab. i dodaj. - m.: Chemia, 1982. - 584 str.
3. Pavlov K. . FA. . Przykłady i zadania w tempie procesów i urządzeń technologii chemicznej: badania. Dodatek na uniwersytety / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Soskov; Ed. P. G. Romakova. - 10 ed., Peerab. i dodaj. - L.: Chemia, 1987. - 576 p.
podanie
2. Ciepło prowadzone przez pozostawienie gazów. Definiujemy pojemność ciepła gazów spalinowych w Tukh \u003d 8000s;
3. Utrata ciepła przez masonerię przewodności cieplnej.
Straty przez łuk
Grubość łuku wynosi 0,3 m, wał materiału. Akceptujemy tę temperaturę powierzchnia wewnętrzna Łuk jest równy temperaturze gazów.
Średnia temperatura w piecu:
W tej temperaturze wybieramy współczynnik przewodności termicznej materiału Chamotte:
Tak więc straty przez łuk to:
gdzie α jest współczynnikiem przesyłania ciepła z zewnętrznej powierzchni ścian do otaczającego powietrza, równa 71,2 KJ / (M2 * H * 0S)
Straty przez ściany. Masonry ścian wykonany jest z dwuwarstwowej (wał 345 mm, okrzemki 115 mm)
Mur kwadratowy, M2:
Strefa metodyczna
Strefa spawania
Strefa tomila
Rozdarty
Pełny obszar ścian 162,73 m2
Przy rozkładzie temperatury liniowej o grubości ścianki średnia temperatura chamota będzie 5500C, a Diatomit 1500C.
W związku z tym.
Pełne straty przez masonerię
4. Straty ciepła z wodą chłodzącą zgodnie z praktycznych danych akceptujemy równą 10% 5% przybycia QX, to znaczy QX + Q
5. Nieudane straty podejmują kwotę 15% Q przyjazdu ciepła
Zrób równanie piekarnika balansu termicznego
Bilans termiczny pieca, który ma zamiar zamieniać się w tabeli 1; 2.
Tabela 1
Tabela 2
| Zużycie CD / H | % |
| Ogrzewanie spędzone na ogrzewanie metalowe
| 53 |
| ciepło gazów wychodzących | 26 |
| straty przez murację
| 1,9 |
| utraty wody chłodzącej | 6,7 |
| niezabezpieczone straty | 10,6 |
| CAŁKOWITY: | 100 |
Specyficzne zużycie ciepła do ogrzewania 1 kg metalu będzie
Wybór i obliczenie palnika
Akceptujemy, że piece są zainstalowane palniki typu "rury w rurze".
W strefach spawalniczych 16 sztuk, w pomiarach 4 sztuk. Całkowita liczba palników 20 sztuk. Określać obliczona liczba Powietrze nadchodzące na palnik.
VV - przepływ powietrza na godzinę;
TV - 400 + 273 \u003d 673 k - temperatura ogrzewania powietrza;
N - liczba palników.
Ciśnienie powietrza przed palnikiem akceptuje 2,0 kPa. Wynika z tego, że wymagane zużycie powietrza zapewnia palnik DBV 225.
Definiujemy obliczoną ilość gazu na palnik;
VG \u003d B \u003d 2667 godziny zużycia paliwa;
Tg \u003d 50 + 273 \u003d 323 k - temperatura gazu;
N - liczba palników.
8. Obliczanie odzyskiwania
W przypadku ogrzewania powietrza projektujemy odzysk ciepła pętli metalowej z rur o średnicy 57/49,5 mm z korygującą pozycją
Dane początkowe do obliczenia:
Zużycie paliwa godzinowego B \u003d 2667 KJ / H;
Przepływ powietrza na 1 m3 paliwa Lα \u003d 13,08 m3 / m3;
Ilość produktów spalania od 1 m3 gazu palnego Vα \u003d 13,89 m3 / m3;
Temperatura ogrzewania TB \u003d 4000С;
Temperatura wychodzących gazów z pieca Tow \u003d 8000s.
Przepływ powietrza godzin:
Outlet dymny:
Godzinowa ilość dymu przechodzącego przez rekuperator, biorąc pod uwagę utratę dymu na wycięcie i za pośrednictwem obejściowej szycia i dostaw powietrza.
Współczynnik M, biorąc pod uwagę utratę dymu, weź 0,7.
Współczynnik, biorąc pod uwagę podcenie powietrza w rachunkach, biorącymy na 0,1.
Temperatura dymu przed rekuperatorem, biorąc pod uwagę zasilanie powietrzem;
gdzie i - gazy zawierające ciepło w Tuch \u003d 8000s
Ta generacja ciepła odpowiada temperaturę dymu TD \u003d 7500C. (Patrz rys.67 (3))
Mokre powietrze jest mieszaniną suchego powietrza i pary wodnej. W nienasycony powietrze wilgoć jest w stanie przegrzanej pary, a zatem właściwości mokrej powietrza mogą być w przybliżeniu opisane przez prawa idealnych gazów.
Głównymi cechami mokrych powietrza to:
1. Wilgotność bezwzględna sOL.Określanie ilości pary wodnej zawartej w 1 m 3 na mokrym powietrzu. Para wodna zajmuje całą objętość mieszaniny, więc bezwzględna wilgotność powietrza jest równa masie 1 m3 pary wodnej lub gęstością pary, kg / m3
2. Wilgotność względna powietrza J jest wyrażona przez stosunek bezwzględnej wilgotności powietrza do maksymalnej możliwej zawartości wilgoci w tym samym ciśnieniu i temperaturze lub stosunku masy pary wodnej zawarte w 1 m 3 mokrego powietrza , do masa pary wodnej wymagana do całkowitego nasycenia 1 m3 mokrego powietrza pod tym samym ciśnieniem i temperaturą.
Wilgotność względna określa stopień nasycenia powietrza w wilgoci:
, (1.2)
gdzie - częściowe ciśnienie pary wodnej, odpowiadające jej gęstości PA; - ciśnienie nasyconej pary w tej samej temperaturze, PA; - maksymalna możliwa ilość pary w 1 m 3 nasycona mokre powietrze, kg / m 3; - Gęstość par podczas jego częściowego ciśnienia i wilgotnej temperaturze powietrza, kg / m3.
Stosunek (1.2) jest ważny tylko wtedy, gdy można założyć, że pary cieczy są doskonałym gazem do stanu nasycenia.
Gęstość wilgotnego powietrza R oznacza ilość gęstości pary wodnej i suchego powietrza w częściowych ciśnieniach w 1 m 3 mokrego powietrza w wilgotnej temperaturze powietrza T.Do:
(1.3)
gdzie jest gęstość suchego powietrza podczas jego częściowego ciśnienia w 1 m 3 mokrego powietrza, kg / m3; - częściowe ciśnienie suchego powietrza, PA; - stała gazu o suchym powietrzu, J / (kg × K).
Wyrażając zarówno równanie dla stanu pary powietrza, jak i wody, otrzymujemy
, (1.5)
gdzie jest masowy przepływ pary powietrznej i wodnej, kg / s.
Zwykły te są ważne dla tego samego objętości V. Mokre powietrze i ta sama temperatura. Udostępnianie drugiej równości na pierwszym, otrzymujemy kolejny wyraz zawartości wilgoci
. (1.6)
Zastępowanie wartości stałej gazu do powietrza J / (kg × K) i do pary wodnej J / (kg × K), otrzymujemy wartość zawartości wilgoci, wyrażona w pary wodnej kilogramach na 1 kg suchego powietrza
. (1.7)
Wymiana częściowego ciśnienia powietrza wielkości, gdzie z poprzedniego i W - Barometryczne ciśnienie powietrza w tych samych jednostkach, co r., Dostaję na mokre powietrze pod ciśnieniem barometrycznym
. (1.8)
Tak więc przy danym ciśnieniu barometrycznym zawartość wilgoci powietrza zależy tylko od częściowej ciśnienia pary wodnej. Maksymalna możliwa zawartość wilgoci w powietrzu, skąd
. (1.9)
Ponieważ ciśnienie nasycenia rośnie o temperaturze, następnie maksymalna możliwa ilość wilgoci, która może być zawarta w powietrzu, zależy od jego temperatury, tym większa wyższa temperatura. Jeśli równania (1,7) i (1,8) rozwiązują stosunkowo, a następnie dostajemy
(1.10)
. (1.11)
Objętość mokrego powietrza w metrach sześciennych na 1 kg suchego powietrza jest obliczana przez wzór
(1.12)
Specyficzna objętość mokrego powietrza v., M 3 / kg określa się, dzieląc objętość mokrego powietrza na masie mieszaniny na 1 kg suchego powietrza:
Mokre powietrze jako płyn chłodzący charakteryzuje się entalpą (w KILADZHOULES na 1 kg suchego powietrza), równe ilości entalpii suchej powietrza i pary wodnej
(1.14)
gdzie jest specyficzna pojemność ciepła suchego powietrza, KJ / (kg × K); t. - Temperatura powietrza, ° C; jA. - entalpia przegrzanej pary, KJ / kg.
Entalpia 1 kg suchej pary wodnej nasyconej niskie ciśnienie Określony przez formułę empiryczną, KJ / KG:
gdzie - stały współczynnik, w przybliżeniu równy entalpii pary w 0 ° C; \u003d 1,97 KJ / (KG × K) - specyficzna pojemność ciepła pary.
Zastępujące znaczenia jA. W wyczuciu (1,14) i podejmowanie określonej pojemności ciepła na stałe i równe 1,0036 KJ / (kg × K), znajdziemy entalpia mokrego powietrza w KILADZHOULE na 1 kg suchego powietrza:
Aby określić parametry gazu mokrego, stosuje się podobnie do powyższego powyżej równania.
, (1.17)
gdzie jest stała gazowa dla badania gazu; R. - Ciśnienie gazu.
Gaz Entalpy, KJ / KG,
gdzie jest specyficzna pojemność cieplna gazu, KJ / (kg × K).
Absolutna zawartość wilgoci gazu:
. (1.19)
Podczas obliczania wymienników ciepła kontaktowego do płynów chłodzących wody powietrznej można użyć tabeli danych. 1.1-1.2 lub obliczone zależności w celu określenia parametrów fizykochemicznych powietrza (1,24-1.34) i wody (1,35). W przypadku gazów spalinowych można użyć tabeli danych. 1.3.
Gęstość gazu odpadowego, kg / m 3:
, (1.20)
gdzie - gęstość suchego gazu w 0 ° C, kg / m 3; Mg, M P oznacza masę cząsteczkową gazu i pary.
Dynamiczny współczynnik lepkości gazu mokrego, PA × C:
, (1.21)
gdzie jest dynamiczny współczynnik lepkości pary wodnej, PA × C; - współczynnik lepkości dynamicznej gazu suchego, PA × C; 
- Masowe stężenie pary, kg / kg.
Specyficzna pojemność cieplna gazu mokrego, KJ \u200b\u200b/ (kg × K):
Współczynnik przewodności cieplnej gazu mokrego, W / (M × K):
, (1.23)
gdzie k. - Wskaźnik Adiabat; W - współczynnik (dla gazów monatomicznych W \u003d 2,5; Dla gazów okrętowych. W \u003d 1,9; Dla gazów trochatomicznych. W = 1,72).
Tabela 1.1. Właściwości fizyczne suche powietrze ( r. \u003d 0,101 MPa)
| t., ° 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 |
Właściwości termofizyczne suchego powietrza mogą być przybliżone przez następujące równania.
Lepkość kinematyczna suchego powietrza w temperaturze od -20 do +140 ° C, M 2 / S:
ROCZNIE; (1.24)
i od 140 do 400 ° C, m 2 / s:
. (1.25)
Tabela 1.2. Fizyczne właściwości wody w stanie nasycenia
| t., ° 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 |
Gęstość gazu mokrego, kg / m 3.
