IX.II Расчёт воздушного подогревателя

9.2.1)По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 125, на котором указывают все конструктивные размеры.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя

Наименование величин		Обозн		Раз-ть		Величина
Наружный диаметр труб	D		м		0,04
Внутренний диаметр труб		Dвн		м		0,037
Количество труб в ряду		Z1		--		56
Количество рядов труб по ходу газов		Z2		--		29
Шаг труб: поперечный		S1		м		0,06
продольный		S2		м		0,044
Относительный шаг труб поперечный		S1/d		--		1,5
продольный		S2/d		--		1,1
Расположение труб		--		--		Шахматное
Характер омывания труб газами		--		--		Продольный
Характер омывания труб воздухом		--		--		Поперечный
Число труб, включённое параллельно по газам		Z0		--		1624
Площадь живого сечения для прохода газов		Fг		м2		1,7461
Ширина газохода		b		м		3,48
Высота одного хода по воздуху (заводская)		hх		м		1,4
Площадь живое сечение для прохода воздуха		Fв		м2		1,736
Поверхность нагрева ВЗП		Hэк ч		м2		549,99

Примечание: Трубчатые воздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно расположенный пучок труб снаружи, омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрёстным током. Число ходов воздуха не меньше двух.

Рассчётно определим число труб, включенных параллельно по газам:

Площадь живого сечения для прохода газа:

Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):

Поверхность нагрева ВЗП:

9.2.2)С использованием ранее выполненных расчётов для теплового расчёта ВП составляют таблицу исходных данных:

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Температура газов до воздухоподогревателя	эк	0С	272,8
Температура газов за воздухоподогревателем	ух	0С	215
Температура воздуха до воздухоподогревателя	tв	0С	30
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя	tгв	0С	140
Объёмы газов при среднем избытке воздуха	Vг	м3/кг	13,2552
Теоретический объём воздуха	V0	м3/кг	11,28
Температура воздуха до воздухоподогревателем к теоретически необходимому	вп	--	1,05
Объёмная доля водяных паров	rH2O	--	0,1645
Тепловосприятие по балансу	Qбвп	ккал/кг	620,68

Находим скорости газов и воздуха:

Скорости газов и воздуха должны быть в пределах допустимых нормативных значений в зависимости от вида топлива и характеристик зол. В курсовом проекте допустимая скорость газов составляет: W_г=12±3 м/с, а W_в = (0,50,6)W_г = 4,25,04 м/с, что не соответствует расчётам  вносим изменения уточняем скорость газов до W_в=6 м/с.

Необходимая площадь живого сечения для прохода воздуха:

Необходимая высота хода по воздуху:

Поверхность нагрева воздухоподогревателя:

9.2.3) Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяют по средним значениям необходимых величин.

Где  = 0,85

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для воздухоподогревателя определяют по формуле:

При продольном омывании трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 14:

_н=30,06 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_ф=1,184; С_l=1; 

_к = _нС_фС_l = 30,061,1841 = 35,59 ккал/м²ч^оС;

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме 13:

_н= 55 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=0,98391; С_s=0,97143; 

_к = _нС_zС_фС_s = 5510,983910,97143 = 52,5689 ккал/м²ч^оС;

9.2.4)Температурный напор:

 температурный напор с достаточной точностью можно найти как:

Поправочный коэффициент  определяют по номограмме и по безразмерным параметрам:

По R и Р находим = 0,86

9.2.5)Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 10%  вносим конструктивные изменения.

9.2.6)Найдем требуемую высоту трубного пучка и высоту одного хода:

Примем число ходов воздуха n=4:

По расчетной высоте хода определяем расчетную площадь живого сечения для прохода воздуха:

Невязка:

Невязка < 10%, считаем расчет законченным. В заключении расчета хвостовых поверхностей нагрева составляем эскиз их компоновки в общем вертикальном газоходе, с указанием основных размеров.

Расчёт закончен.