ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет радиантной поверхности из "Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Издание 2" Процессы теплообмена в промышленных топках очень сложны, поэтому нет единого общепринятого метода теплового расчета трубчатых печей. [c.460] Существующие методы расчета можно разбить на эмпирические и аналитические. [c.460] При расчете теплопередачи в камере радиации определяются следующие величины 1) количество тепла, переданное радиантным трубам, Ср 2) поверхность радиантных труб Яр, обеспечивающую поглощение такого количества тепла 3) соответствующую температуру дымовых газов Т , покидающих камеру радиации, и теплонапряженность радиантных труб Все эти величины взаимосвязаны, поэтому выбор одной или двух величин при данных условиях определяет остальные. [c.461] Величина коэффициента прямой отдачи трубчатых печей находится в пределах 0,4—0,6, т. е. 40—60 % всего тепла, полезно выделенного при сгорании топлива, поглощается радиантными трубами. [c.461] Проследим, в какой зависимости находятся между собой такие величины, характеризующие работу радиантной поверхности печи, как температура дымовых газов, покидающих камеру радиации, теплонапряженность поверхности нагрева и размер поверхности радиантных труб. [c.461] С увеличением температуры дымовых газов покидающих топочную камеру, уменьшается количество тепла, передаваемого радиантным трубам, уменьшается коэффициент прямой отдачи и увеличивается теплонапряженность поверхности нагрева, что связано с более эффективной передачей тепла излучением. [c.461] Графическая зависимость, показывающая (для некоторого частного случая) степень изменения теплонапряженности поверхности нагрева при изменении температуры дымовых газов, покидающих топку в пределах 1000—1200 К, приведена на рис. ХХ1-18. [c.461] Приведенные цифры ил-. люстрируют некоторый частный случай, но закономерность взаимосвязи между этими величинами является общей и характерной, поэтому обоснованный выбор подобных тепловых параметров режима печи является важной составной частью расчета. [c.462] Анализ известных аналитических методов расчета, а также накопленный опыт проектирования трубчатых печей и сопоставление данных расчета с показателями работы ряда действующих трубчатых печей свидетельствуют о том, что аналитический метод расчета, разработанный проф. Н. И. Белоконем, дает хорошие результаты. Перейдем к изложению этого метода расчета. [c.462] Уравнение теплового баланса топки построено на базе предположения о том, что тепло, полезно выделенное в печи при сгорании топлива, передается радиантным трубам Qp, а остальная его часть ВОСрт (Гц — Го) уносится с дымовыми газами в камеру конвекции. [c.462] При определении максимальной расчетной температуры горения для упрощения приняты средние значения теплоемкостей продуктов сгорания в интервале температур Та—Гп. В действительности средняя теплоемкость должна быть вычислена в интервале от То до Т ако поэтому в связи с большим значением теплоемкости максимальная температура горения в топке будет несколько меньше расчетной. Такое допущение не влияет на точность решения уравнения теплового баланса. [c.463] Ранее отмечалось, что основную часть тепла радиантные трубы воспринимают радиацией и лишь небольшую часть — свободной конвекцией, т. е. [c.463] Количество тепла Ср. д определяется по уравнению Стефана—Больцмана, для пользования которым необходимо знать температуру излучающей и поглощающей поверхностей, а также величину поверхности теплообмена. [c.463] При создании своего метода проф. Белоконь исходил из предположения, что основным теплоизлучающим источником являются дымовые газы. Вследствие большой поглощающей способности дымовых газов при расчете прямой отдачи за температуру излучающего источника автор принимал температуру дымовых газов, покидающих топку. Им также было введено понятие об эквивалентной. абсолютно черной поверхности, т. е. такой поверхности, излучение которой на ) радиантные трубы при температуре дымовых газов, покидающих топку, равно всему прямому и отраженному излучению в топке. В этом методе все излучающие источники (факел, кладка, дымовые газы), имеющие различную температуру, заменены излучающей абсолютно черной поверхностью, температура которой равна температуре дымовых газов, покидающих топку. Излучением такой условной поверхности при этой температуре передается такое же количество тепла, как и в реальной топке. [c.463] Здесь ВЦ к гр — соответственно степень черноты экрана и кладки печи (рекомендуется принимать значение вн = ер = 0,9) Н — эквивалентная плоская поверхность экрана Р — неэкранированная поверхность кладки топки 8 — степень черноты поглощающей среды (продукты горения, факел) величина вр зависит от концентрации трехатомных газов в продуктах сгорания топлива, приближенно Ёд зависит от коэффициента избытка воздуха а. [c.465] Коэффициент 1 ) характеризует степень экранирования кладки. [c.465] Как отмечалось, основные величины, определяемые при расчете прямой отдачи, а именно количество тепла, воспринимаемое радиантными трубами, Qp, поверхность нагрева радиантных труб Яр, теплонапряженность поверхности нагрева и температура газов, покидающих топку, Гд, являются взимно связанными и, следовательно, достаточно принять или выбрать одну из этих величин, чтобы тем самым определить значение других величин. Это обстоятельство приводит к тому, что прямая отдача может быть рассчитана различными способами. [c.466] Удобным вариантом расчета прямой отдачи является такой, при котором принимают температуру дымовых газов, покидающих топку, и определяют все остальные величины. [c.466] Следует еще раз отметить, что приемлемость того или иного режима работы топочной камеры может быть установлена только в результате проведенного расчета и получения соответствующих показателей, характеризующих ее работу. Это обстоятельство обусловливает необходимость проведения нескольких вариантов расчетов при различных значениях температуры дымовых газов, покидающих топку. [c.466] Важнейшим показателем работы трубчатых печей является теплонапряженность поверхности нагрева радиантных труб. Чем больше эта величина, тем эффективнее осуществляется теплопередача, а следовательно, тем меньше составляющие значительную часть общей стоимости печи удельные затраты на радиантные трубы. [c.466] Вернуться к основной статье