V.2 Расчёт теплообмена в топке

5.2.1) Расчёт основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчётная формула связывает температуру газов на выходе из топки _т^II с критерием Больцмана B_o, степенью черноты топки а_т и параметром М, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок.

При расчёте теплообмена используют в качестве исходной формулу:

Где - абсолютная температура газов на выходе из топки, [K]; - температура газов, которая была бы при адибатическом сгорании топлива, [K]; B_о – критерий Больцмана, определяемый по формуле:

Из этих формул выводятся расчетные.

Определяем полезное тепловыделение в топке Q_т и соответствующую ей адиабатическую температуру горения Т_ат.к. топливо газ то Q^в_вн=0 – нет подогрева:

Г де количество тепла, вносимое в топку с воздухом Q_в, определяют по формуле:

Полезное тепловыделение в топке Q_т соответствует энтальпии газов I_а, котрой располагали бы при адиабатическом сгорании топлива, т.е Q_т= I_а  Т_а=2004,78 К;

Параметр М, характеризующий температурное поле по высоте топки, определяют по формуле:

М=А-Bx_т;

где А и В опытные коэффициенты, значения которых принимают: А=0,54; В=0,2; (при камерном сжигании газа).

Относительное положение максимума температур факела в топке определяют по формуле:

Х_т= Х_г+ Х;

где Х_г – относительный уровень расположения горелок, представляющий собой отношение высоты расположения осей горелок h_г(от пода топки или середины холодной воронки) к общей высоте топки Н_т(от пода топки или середины холодной воронки до середины выходного окна из топки, т.е. Х_г= h_г/ Н_т ); Х – поправка на отклонение максимума температур от уровня горелок, принимаемая для газомазутных топок с производительностью <35т/ч Х=0,15;

При расположении горелок в несколько ярусов и одинаковом числе горелок в ярусе высоту расположения определяют расстоянием от средней линии между ярусами горелок до пода или до середины холодной воронки; при разном числе горелок в каждом ярусе:

где n₁, n₂ и т.д. – число горелок в первом, втором и т.д. ярусах; h_1г, h_1г и т.д. – высота расположения осей ярусов.

М = 0,54-0,20,3662=0,4667

5.2.4) Степень черноты топки а_т и критерий Больцмана В₀ зависят от искомой температуры газов на выходе _г^II.

Принимаем _г^II= 1100 ⁰С:

Среднюю суммарную теплоёмкость продуктов сгорания определяют по формуле:

5.2.5) Степень черноты топки определяют по формуле:

где а_ф – эффективная степень черноты факела:

где а_сви а_г – степень черноты, которой обладал бы факел при заполнении всей топки соответственно только светящимся пламенем или только несветящимися трёхатомными газами; m – коэффициент усреднения, зависящий от теплового напряжения топочного объёма и m=0,55 для жидкого топлива.