Газовое сопротивление и тяга в трубчатой печи

12.9.1 Величину разряжения в камере радиации во избежание утечки газа следует поддерживать в пределах Р_Р = 20…40 Па.

12.9.2 Определяют потери напора, Па в камере конвекции.

12.9.2.1 Потери давления при движении дымовых газов в конвективной камере при расстоянии между осями труб S₁= (1, 5…2, 0)d

, (12.94)

где - поправочные коэффициенты, определяемые по таблицам 12.12 и 12.13;

к – коэффициент, зависящий от скорости газа в узком сечении пучка w

и от средней температуры газа в камере Т_ср.

, (12.95)

где u- массовая скорость дымовых газов в свободном сечении камеры,

кг/(м² × с);

r_г – плотность газа в конвективной камере при Т_ср,

. (12.96)

Числовое значение коэффициента к определяется по таблице 12.14.

Таблица 12.12 – Значения коэффициента

Наружный диаметр трубы, м	Значение	Наружный диаметр трубы, м	Значение
0, 02 0, 04 0, 06	1, 5 1, 2 1, 1	0, 08 0, 12 0, 15	1, 0 0, 9 0, 85

Таблица 12.13 – Значения коэффициента

Температура стенки Т, К	Значение	Температура стенки Т, К	Значение
	0, 85 0, 95 1, 03		1, 10 1, 17

Таблица 12.14 – Значения коэффициента к

12.9.2.2 Статический напор в конвективной камере

, (12.97)

где h- высота столба газа в конвективной камере, м;

– разность плотностей наружного воздуха и дымовых газов,

кг/м .

12.9.3 Определяют газовое сопротивление, Па в газоходах.

12.9.3.1 Рассчитывают эквивалентный диаметр прямоугольного газохода, м,

, м. (12.98)

12.9.3.2 Потери давления на прямолинейном участке газохода

, (12.99)

где l_г - длина газохода, м;

w, r_г – соответственно линейная скорость и плотность дымовых газов в

газоходе.

12.9.3.3 Потери давления на преодоление местных сопротивлений в газоходе

, (12.100)

где - суммарный коэффициент местных сопротивлений.

При этом необходимо учитывать сужение из камеры конвекции в газоход, шибер, поворот на 90 из газохода в газосборник. (Значения приведены в таблице А1.3 приложения А).

12.9.4 Суммарная потеря давления в трубчатой печи

. (12.101)

12.9.5 Определяют потери давления, Па в дымовой трубе.

12.9.5.1 Сечение дымовой трубы

, (12.102)

где - количество продуктов горения (см. пункт 12.8.1);

w– линейная скорость движения газов в дымовой трубе. При

естественной тяге скорость принимается равной 4…8 м/с [6, с.140];

- плотность продуктов сгорания при средней температуре дымовых

газов в трубе.

,

(12.103)

,

где Т_вых – температура дымовых газов на выходе из дымовой трубы,

значение которой принимают и уточняют в ходе расчета.

12.9.5.2 Диаметр дымовой трубы, м

. (12.104)

12.9.5.3 Принимают высоту дымовой трубы Н, м и определяют потери давления в ней

, (12.105)

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления, определяемый по выражению

, (12.106)

где К и а– коэффициенты, значения которых приведены в таблице 12.12.

Таблица 12.12 – Значения коэффициента К и а

Группа труб	К, м	а
Железные или стальные воздуходувы, газопроводы: подверженные коррозии (старые); те же трубопроводы (новые)	0, 4*10     (0, 15…0, 1)*10	0, 014     0, 1…0, 009

12.9.5.4 Потери давления на входе и выходе из трубы

. (12.107)

Общие потери давления по газовому тракту

. (12.108)

Уточняют высоту дымовой трубы

, (12.109)

где Т_в – температура наружного воздуха, К.

Проверяют правильность выбора температуры дымовых газов на выходе из трубы

, (12.110)

где С – постоянная излучения поверхности трубы, С=4, 2…4, 6 Вт/(м² × К⁴)

[4, с.141];

F_т - боковая поверхность трубы, м². ;

Q - средняя температура стенки, К, определяемая по уравнению

, (12.111)

где Т_ср – средняя температура дымовых газов в трубе, К;

Q - тепло, потерянное газами при прохождении дымовой трубы, кВт;

a_т – коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы, Вт/(м² × К).

Тепло, теряемое газами, определяют по уравнению

, (12.112)

где В – расход топлива, кг/с;

- удельная теплоемкость дымовых газов при средней температуре в трубе.

Коэффициент теплоотдачи

, (12.113)

где – коэффициент, учитывающий влияние отношения трубы к ее

диаметру;

- параметры Рейнольдса и Пранделя;

Д – диаметр трубы, м;

λ _г – коэффициент теплопроводности дымовых газов Вт/(м× К).

; , (12.114)

где μ – динамическая вязкость дымовых газов (таблица 12.13);

С_Р -теплоемкость дымовых газов, кДж/(кмоль× К), определяемая по

рисунку приложения А;

, (12.115)

где М_г– мольная масса дымовых газов,

-мольная масса и динамическая вязкость i-го компонента в

дымовых газах;

- мольная доля i-го компонента дымовых газов.

Коэффициент теплопроводности определяется по выражению

, (12.116)

где λ _i – коэффициент теплопроводности компонентов дымовых газов (таблица 12.13).

Таблица 12.13 – Зависимость коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м× К) для основных компонентов дымовых газов от температуры

Таблица 12.14 – Зависимость коэффициента динамической вязкости μ × 10 Па× с для основных компонентов дымовых газов от температуры

Определяют температуру дымовых газов на выходе из трубы

. (12.117)

В случае значительного расхождения полученного значения Т_вых с ранее принятым задаются новым значением температуры дымовых газов на выходе из дымовой трубы и расчет повторяют.