Расчет воздухоподогревателя I ступени

Исходные данные:

• — поверхность нагрева — =5050 м²;
• — продольный и поперечный шаги — =60 мм; =42 мм;
• — наружный диаметр труб — =40 мм;
• — проходное сечение для продуктов сгорания — =11,8 м²;
• — проходное сечение для воздуха — =11,8 м²;
• — расположение труб по ходу воздуха шахматное;
• — температура воздуха перед воздухоподогревателем =30^оС;

— энтальпия воздуха на входе в воздухоподогреватель =201,6 кДж/кг;

— температура дымовых газов на выходе из воздухоподогревателя = =150°С;

— энтальпия уходящих газов (1274,45 кДж/кг).

На рисунке 3 приведена схема воздухоподогревателя первой ступени.

Температура воздуха на выходе из I ступени воздухоподогревателя принимается равной =180°С.

По таблице 2 находится энтальпия воздуха (=950 кДж/кг).

Теплота, воспринятая воздухом в воздухоподогревателе.

где — отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому рассчитываем по соотношению.

; (85).

=878 кДж/кг. (86).

Теплота, отданная газами.

где — энтальпия присасываемого воздуха.

Определяется по таблице 2 по средней температуре присасываемого воздуха .

; (88).

^°С; (89).

= 594 кДж/кг. (90).

Из равенства уравнений (84) и (87) получится соотношение для расчёта энтальпии газов.

кДж/кг. (91).

По таблице 2 по полученному значению энтальпии находится температура газов (=236°С).

Воздухоподогреватель является двухходовым теплообменником с перекрёстным движением нагреваемого воздуха относительно продуктов сгорания [2].

Для любой сложной схемы движения сред, если выполняется условие.

то температурный напор рассчитывается по соотношению.

где , — средние температурные напоры.

Температурные напоры рассчитываются по конечным температурам сред для всей поверхности при движении сред относительно друг друга по прямотоку и противотоку.

=.

=88°С; (94).

=88°С. (95).

Температурный напор равен.

=88°С. (96).

Скорость газов, скорость воздуха, средние температуры газов и воздуха.

; (97).

; (98).

= =205°С; (99).

=115°С; (100).

=8,77 м/с; (101).

=7,14 м/с. (102).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от поверхности к обогреваемой среде (воздуху).

где — коэффициент теплоотдачи конвекцией, который определяется по рисунку П5.

Для =40 мм и =7,14 м/с,.

=70 Вт/(м²К);

— поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов (=1);

Относительные продольный и поперечный шаги труб.

. (104).

При.

, (105).

поправки равны:

— поправка на компоновку пучка, (=1,05);

— поправка на влияние физических параметров среды ().

Вт/(м²К). (106).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности.

где — коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяется по рисунку П6.

Для =40 мм и =8,77 м/с, получается =28 Вт/(м²К);

— поправка на влияние физических параметров среды (=1,15);

— поправка на влияние физических параметров среды принимается (=1);

Вт/(м²К). (108).

Коэффициент теплопередачи излучением продуктов сгорания.

Для воздухоподогревателя первой ступени принимается.

=0, (109).

поскольку средняя температура газов меньше 300 °C (п. 7−34 [1]).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.

; (110).

32,2 Вт/(м²К). (111).

Коэффициент теплопередачи.

где — коэффициент эффективности использования поверхности воздухоподогревателя. Определяется по таблице П3 (=0,9);

20,15 Вт/(м²К). (113).

Тепло, воспринятое воздухоподогревателем I ступени по условию теплопередачи.

; (114).

=872 кДж/кг. (115).

Проверка правильности выполненного расчета осуществляется по соотношению.

; (116).

. (117).

Расчет окончен.