2.Вибір типу визначення основних розмірів котла-утилізатора

Гази перед котлом мають невисоку температуру t_г’=........С, а абсолютний тиск насиченої пари складає всього р =.......... ат. В цих умовах найбільш підходить газотрубний котел-утилізатор з великим об’ємом, який відрізняється простотою у відношенні обслуговування і великою надійністю. Оскільки використовується тепло цінних технологічних газів, котел використовується з високим ступенем газощільності. Конструкція котла показана на рис. 1.

Середня температура газу t_сер = (t_г’+ t_г”)/2.

При значенні середньої температури газу знаходять теплофізичні параметри газу: коефіцієнт кінематичної в’язкості ; коефіцієнт теплопровідності ; критерій Прандтля Pr, користуючись таблицю Д1 додатка.

Густина технологічного газу визначається за формулою

_t = _o, (2.1)

де _о- густина газу при нормальних умовах, _о = 1,26 кг/м³.Визначають густину газу для температур: t_г’, t_сер, t_г” відповідно

_вх, _сер, _вих.

Масова витрата газу через котел-утилізатор М=V_o_o, кг/год.

Приймаємо середню швидкість димових газів w_сер при температурі t_сер в межах 10...15 м/с. Необхідну площу поперечного перерізу труб знаходимо за формулою (м²)

F_тр = (2.2)

Труби вибирають сталевими і розташування їх в трубній решітці приймають по кутам рівнобічного трикутника.

Труби приймають у відповідності з сортаментом сталевих труб з внутрішніми діаметрами 40; 50; 60 мм і товщинами стінки 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 мм.

Кількість труб, що розташовуються на трубній дошці, знаходять за формулою

n= 4 F_тр/( ) (2.3)

В поперечному перерізі котла-утилізатора передбачають паровий простір, отвір для циркуляції води і люк в перегородці для очищення від накипу міжтрубної частини.

3. Визначення коефіцієнта теплопередачі.

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією від димових газів до стінок труб при поздовжньому русі газів в трубах [1, с 41].

_к= 0,023 Pr^0,4C_tC_l, (3.1)

де d_е – еквівалентний діаметр, м; для круглих труб еквівалентний діаметр дорівнює внутрішньому, тобто d_е = d_вн; C_t і C_l – поправочні коефіцієнти. Приймають при охолодженні газів C_t=1,06 і при l/d_вн>50 C_l=1.

Критерій Рейнольда w_сер d_е / порівнюють з граничним значенням 10000. Формула (2.4) правдива при Re>10000.

Теплообмін випромінюванням в умовах невисокої температури газу і невеликому значенні ефективної товщини газового шару тепловіддачу збільшує в малій степені, тому не враховується.

Знаходять температуру насичення пари t_нп при тиску р за таблицею Д2 додатка. Таку саму температуру має вода на лінії насичення при тиску р.

Температурний напір t, тобто осереднена по усій поверхні нагріву різниця температур обігріваючого і обігріваємого середовищ, яка залежить від взаємного напрямку руху середовищ.

Знаходять різницю температур середовищ: газового і води, яка має однакову температуру t_нп як з боку входу газів, так і з боку виходу газів.

t_б = t_г’ – t_нп; t_м = = t_г” – t_нп.