Библиотека    Ссылки    О сайте





предыдущая главасодержаниеследующая глава

§ 26. Расчет конвективных систем

При расчете конвективных систем печей определяют площадь поверхностей тепловосприятия каналов и их аккумулирующую способность; сечения каналов дымооборотов и скорости движения газов в дымооборотах.

Рассмотрим методику расчета.

В дымооборотах и в колпаковой камере теплопередача происходит за счет конвекции. Теплопередача в каналах характеризуется коэффициентом тепловосприятия - количеством теплоты, воспринимающейся за 1 ч работы печей площадью 1 м2 канала.

Воспринимаемую конвективной системой теплоту за период одной топки продолжительностью z часов определяют по формуле, основанной на уравнении Ньютона - Рихмана (см. §20):

QK.C = (η1. fl + η пр fпр + ηпос fпос) z,

где QK.C - теплота, воспринимаемая (аккумулирующаяся) конвективной системой, кДж; ζ1пр, fпос - коэффициенты тепловосприятия поверхностей конвективной системы, Вт/м2 (принимают по табл. 6); f1, fпр, fпос - площади тепловоспринимающих поверхностей, м2; z - продолжительность топки, ч.

Все количество теплоты, аккумулирующееся печью, составляет:

при одной топке в сутки

Q′акк = (24-Z)QP.Ч;

при двух топках в сутки

Q″акк=(12-Z)QP.Ч,

где Qp.ч расчетная часовая теплопроизводительность печи, кДж/ч.

Теплота QK.С,которую должна воспринять конвективная система, будет равна;

при одной топке в сутки

Qк.с = (24 - z) Qр.ч-Qт,

при двух топках в сутки

Qк.с = (12 - z) Qр.ч-Qт,

где QT - теплота, аккумулирующаяся во время топки топливником (теплопоглощение топливника), кДж.

Площадь поверхности конвективной системы определяют соотношением

Fк.с = f1+f2+…+fn = Qк.с.(3,6⋅z βср),

где βcp12+ …+ βn)/n; n - число каналов.

Объем топочных газов L (м3) в газоходах определяют, исходя из объема воздуха, расходуемого на 1 кг сжигаемого топлива, и теплового расширения его при температуре в канале tK:


где L0 - объем продуктов горения при 0 °С, м3/кг; tк - температура газов в канале, °С.

Пример. Определить площадь поверхностей конвективной системы печи теплопроизводительностью Qр.ч = 1160 Вт (4190 кДж/ч). Теплопоглощение топливника при z=2 ч топки в сутки 46090 кДж. Количество топок в сутки- одна. Вид топлива - дрова с Qрн = 12 600 кДж/кг. КПД печи ηп = 0,7; Lo = 20 м3/кг.

Находим необходимую суточную теплопроиззодительность печи

Q′акк = (24 - 2)⋅4190 = 92 180 кДж.

Количество теплоты, которое должно аккумулироваться конвективной системой, составит

QK.С = (24 - 2)⋅4190 - 46 090 = 92 180- 46 090 =46 090 кДж.

Так как печь рассчитана на дровяное топливо, то по табл. 6 коэффициенты тепловосприятия каналов составят, Вт/м2: для первого β1 = 5200, второго и третьего βпос = βпр = 2670.

Приняв, что конвективная система печи состоит из трех каналов, найдем среднее тепловосприятие 1 м2 поверхности дымооборотов

βсp = (β1 + βпр + βпос)/3 = (5200 + 2670 + 2670)/3 = = 10 540:3 ≈3500 Вт/м2.

Таким образом, площадь поверхности тепловосприятия конвективной системы должна составить (при двухчасовой топке)

FK.C= 46090/(3,6⋅2⋅3500) = 1,83 м2.

Если высоту канала принять (по конструктивным соображениям) равной 0,9 м, то длина дымооборотов (конвективной системы) будет равна 1,83 :0,9 = 2 м.

Зная суммарную длину конвективной системы, конструируем ее каналы: первый - подъемный, второй - опускной и третий - подъемный. Вычерчиваем схему каналов (рис. 54).

Рис. 54. К примеру расчета конвективной системы
Рис. 54. К примеру расчета конвективной системы

Найдем сечение каналов. При Температуре газов первом канале t1 = 700 °С объем продуктов сгорания нем составит


Принимаем сечение первого канала 0,12x0,26 м, тогда площадь сечения будет равна

F1 = 0,12⋅0,26 = 0,0312 м2.

Скорость газов в первом канале составит

v1 = L1(3600F1) = 400/(3600⋅0,0312) = 3,56 м/с

Допустимая скорость газов в первом канале (см. табл. 6) колеблется в пределах от 1,5 до 4 м/с, значит, выбранное сечение приемлемо.

При температуре газов во втором канале t2 - 500 °С их объем составит


Сечение второго канала принимаем такое же, как первого, тогда скорость газов во втором канале составит

v2 = 322/(3600⋅0,0312) = 2,86 м/с.

Сравнивая полученную величину с табличной (см, табл. 6), которая регламентирует верхний предел скоростей 2 м/с, делаем вывод, что сечение второго канала следует увеличить.

Принимаем сечение второго канала 0,26x0,26 м:

F2 = 0,26⋅0,26 =0,0676 м2.

Отсюда скорость во втором канале будет равна

v2 = 322/(3600⋅0,0676) = 1,3 м/с,

т.е. 0,5<1,3<2, что удовлетворяет условиям конструирования конвективных поверхностей.

Найдем сечение последнего (третьего) канала:


Принимаем сечение третьего канала равным первому, тогда

v3 = 171:(3600⋅0,0312) =1,5 м/с,

что удовлетворяет требованиям конструирования последнего канала.

При расчете конвективной системы печи следует добиваться того, чтобы длина и сечения каналов обеспечивали восприятие полного количества теплоты, необходимого для отопления помещений. Температура отходящих газов на выходе в дымовую трубу - один из показателей экономичного процесса горения и достаточности площади поверхности тепловосприятия дымооборотов. Высокая температура отходящих газов (250…300°С) свидетельствует о заниженных размерах конвективной системы; слишком низкая температура (до 100 °С) указывает на излишне большую площадь поверхности тепловосприятия. Следствием этого может быть неблагоприятный тепловой режим дымовой трубы: выпадение конденсата и смолистых веществ, которые поступают через кладку и разрушают оголовок трубы. Оптимальная температура отходящих газов на входе в дымовую трубу 120...140°С (см. табл. 6).

предыдущая главасодержаниеследующая глава





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2016
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://remont.townevolution.ru/ "Remont.Townevolution.ru: Библиотека по ремонту помещений и отделке зданий"