Похожие презентации:
Процеси теплообміну в суднових парових котлах
1.
Процеси теплообміну всуднових парових котлах
2.
процеси теплообміну котлітеплопередача (що нагріває)
середовище
продукти згоряння
(димові гази)
Теплосприймаючої
(що нагріває) середовище
вода, пароводяна
суміш, насичиний пар,
перегріта пара, повітря
1
3.
МЕХАНІЗМ ПЕРЕНЕСЕННЯ ТЕПЛОТИВипромінювання
Теплопровідність
Конвекция
2
Передача енергії від одного тіла до іншого за допомогою
електромагнітних випромінювань в певному діапазоні
довжин хвиль. Процес випромінювання є результатом
внутрішньо молекулярних процесів. У топці котла
джерелами випромінювань є продукти реакції окислення
горючих складових палива.
Перенесення теплоти всередині тіла (в тому числі в газах і
рідинах) від більш нагрітої частки до менш нагрітої. У
газах це відбувається внаслідок броунівського руху
молекул, в твердих і рідких тілах - завдяки передачі енергії
за допомогою вільних електронів. Рушійною силою
теплопровідності є різниця температур окремих шарів тіла
(температурне поле).
Перенос теплоты движущимся теплоносителем путем
перемещения макрообъемов жидкой или газообразной
среды к холодной поверхности твердого тела.
4.
3Схема перенесення теплоти в топці
котла випромінюванням
а)
б)
а) схема довжин променів від джерел 1 і 2 в топці ;
б) графічна інтерпретація товщини шару випромінювання, що дорівнює середній довжині променя
Товщина випромінюючого шару
s т 3,6
Vт - об’єм топки, який випромінює, м3;
Fт - площадь стін окружающих топку, м2
l
Vт
,
Fcт
5.
4Схема переноса теплоты в топке котла
а)
б)
а) випромінюванням; б) конвекцією :
qп, qи, qоб – теплові потоки (падаючий, власного випромінювання і зворотний);
wг – швидкість руху макрооб'ємів теплоносія біля стінки;
– товщина прикордонного шару;
Qк = Qтп – тепловіддача конвекцією до прикордонного шару (дорівнює теплопереносу
теплопровідністю через прикордонний шар)
6.
5Випромінювання твердої дисперсної фази факела спільно з випромінюванням трьохатомних
газів визначають ступінь чорноти і поглинаючу здатність продуктів згоряння. Ступінь чорноти
мазутного факела умовно розділяється на світяться і не світяться частини:
аф тасф 1 т аг ,
де асв, аг – ступінь чорноти факела відповідно світяться і не світяться частини (газів). Коефіцієнт
т показує, яку частину обсягу топки займає факел, який світиться.
Ступінь чорноти частини факела, який світиться
асф 1 ехр kсф pг sт ,
де kсв – ефективний коефіцієнт ослаблення променів частини факела, який світиться ,
рг – тиск газів в топці , МПа;
sт – ефективна товщина випромінюючого шару , м.
Ефективний коефіцієнт ослаблення променів частини факела, який світиться
kсф kс kг rп ,
де kс, kг – коефіцієнт ослаблення променів сажистими частинками і газовим
,
rсередовищем
– сумарна об'ємна
частка трьохатомних газів .
п
1
;
м МПа
1
;
м МПа
7.
Ступінь чорноти (газового середовища) частини факела, якийне світиться
аг 1 exp kг рп sт ,
де рп – сумарний парціальний тиск трьохатомних газі , МПа.
Ступінь чорноти топкової камери ат визначається ступенем чорноти факела аф і
коефіцієнтом теплової ефективності екрану
ат
аф
аф 1 аф
.
Середній поглинений екранною поверхнею променистий потік
4
Т
qл 0 ат эф ,
100
де Тэф – середня ефективна температура газового середовища в котельній камері ,
К.
6
8.
7Падаючий тепловий потік , Вт/м2
4
Т
qп аф σ о ф ,
100
де аф – ступінь чорноти факела;
о=5,67 10-8 – коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла , Вт/(м2 К4);
Тф – температура факела, К.
Відбитий qo і випромінюванні теплові потоки qи складають ефективний потік qэф
qэф qо qи .
Кутовий коефіцієнт екрану х визначає частку падаючого теплового потоку на
екранну поверхню:
x
qп
,
qп qпт
де qп – падаючий тепловий потік , кВт/м2;
qпт – випромінюваний від стінок топки на тильну сторону екрану тепловий потік, кВт/м2.
Цілком зайнятий поверхнею нагріву променистий потік
qл qп qэф ,
9.
Коефіцієнтом теплової ефективності екрануψэ
qл
qп
Коефіцієнт забруднення, що враховує зниження теплосприй
екрану внаслідок забруднення
4
Т нз
,
ζ 1
Т
ф
де Тнз – температура зовнішнього шару забруднення екранів температура зовнішнього
шару забруднення екранів , К;
Тф – середня температура факела , К
Промінесприймаюча поверхня екрану
H л хFстэ
де Fстэ – площа поверхні стін топки, зайнята екраном , м
Ступінь екранування топки
χ
Hл
,
Fст
де Fст – повна площа поверхні стін топки , м2.
8
10.
9Теплова напруга топкового обсягу (об'ємна щільність теплового потоку), кВт/м3,
BQ нр
qV
,
Vт
де В – витрати палива , кг/с;
Qнр – теплота згоряння палива , кДж/кг;
Vт – об’єм топки , м3.
11.
Для розрахунку теплообміну в топцівикористовують два основних рівняння:
теплопередачі (відповідно до закону СтефанаБольцмана) і теплового балансу
Qл Qвт I зт ,
Qл ат 0 Н л Т ср4 Т ст4 ,
ат – ступінь чорноти топки ;
0
=5,67 10–8
Вт/(м2 К4)
10
–
коефіцієнт
випромінювання абсолютно чорного тіла ;
Нл – промінесприймаюча поверхня нагріву , м2;
Тср – середня за обсягом температура факела , К;
Тст – температура зовнішнього шару забруднень на
стінках промінесприймаючий поверхні , К;
Qвт – корисне тепловиділення в топці , кВт;
Івт – ентальпія газів на виході з топки , кДж/кг;
– коефіцієнт збереження теплоти .
Qвт I зт Vг сг Т а Т зт ,
Vг – обсяг продуктів згоряння , м3;
сг – ізобарна теплоємність продуктів
згоряння в топці , кДж/(м3 К);
Та – адіабатне температура горіння
палива , К;
Тзт – середня температура продуктів
згоряння на виході з топки , К.
12.
11Температура газів на виході з топки
tзт 273
Bo 0,6
θ зт
,
t а 273 Maт0,6 Bo 0,6
Критерій Больцмана
Bo
ВрVг сср
0 Н лТ а
,
Температура газів на виході з топки
Т зт
Та
σ о ψ э Fст атТ
М
В V с
р г ср
3
а
.
0,6
1