12. Основні положення аеродинамічного розрахунку

Метою аеродинамічного розрахунку теплогенеруючої установки (розрахунків тяги і дуття) є визначення продуктивності тягової і дуттєвої системи і перепаду повного тиску в газовому і повітряному трактах.

Продуктивність тягодуттєвої системи (витрата повітря і газів)

Q м³/год визначається за даними теплового розрахунку для номінального навантаження теплогенератора.

Перепад повного тиску на ділянках тягодутьевого тракту , Па – визначається як сума опору тертя і місцевих за вирахуванням самотяги :

(3.1)

Всі опори діляться на групи:

- опори тертя тобто опори при перебігу потоку в прямому каналі, зокрема при подовжньому обмиванні пучка труб;

- місцеві, пов'язані із зміною форми або напрями каналу, кожне з яких вважається умовно зосередженим в якому-небудь одному перетині каналу.

Опір поперечно-омиваних трубних пучків звичайно включається в місцеві опори. Тому для теплогенераторів вказана класифікація доповнюється особливим видом опору – опором поперечно-омиваних трубних пучків.

Опір тертя виникає при русі потоку (димових газів, повітря) в газоповітропроводах, в подовжньо-омиваних трубчастих і пластинчастих поверхнях нагріву.

При звичних аеродинамічних розрахунках без урахування теплообміну опір тертя визначають за формулою:

(3.2)

де λ=f(k, Re) – коефіцієнт опору тертя;

k – коефіцієнт шорсткості стінок;

– число Рейнольдса;

– швидкість потоку, м/с;

– коефіцієнт кінематичної в'язкості поточного середовища, м²/с;

– еквівалентний діаметр, м;

l – повна довжина каналу, м;

Рекомендації по вибору виду функції f, визначенню Re, до, , для різних випадків приведені в [3].

Всі місцеві опори визначаються за формулою:

(3.3)

де , Па – величина динамічного тиску;

– коефіцієнт місцевого опору;

Величина коефіцієнта місцевого опору приймається від типу місцевого опору.

Значення для характерних основних місцевих опорів газового і повітряного трактів теплогенеруючих установок будуть приведені нижче.

Детально питання визначення коефіцієнтів місцевих опорів розглядаються в [3], параграф 1-Г.

Опір пучків труб при поперечному обмиванні виражаються формулою:

(3.4)

Значення коефіцієнта опору в цьому випадку залежить від кількості рядів і розташування труб в пучку, а також від числа Рейнольдса . Швидкість потоку визначається для кожного перетину газоходу, розташованого в осьовій площині труб.

Визначення для поперечний омиваних пучків труб приводиться в [3], параграф 1-В.

Розрахунок перепаду тиску в газовому (включаючи димову трубу) і повітряному тракті згідно [3] ведеться з наступними спрощеннями.

Розрахунок всіх опорів ведеться по густині сухого повітря при тиску 101325 Па і по швидкості повітря і газів при цьому ж тиску. В кінці розрахунку при визначенні перепаду повного тиску по тракту необхідно вносити поправку на різницю густини газів і повітря за нормальних умов і відмінності середнього ефективного тиску в тракті від 101325 Па. При необхідності вводиться поправка на запорошену димових газів (при шаровому спалюванні – тільки для сланців).