Расчет радиантных камер

Тепловая напряженность в радиантной и конвективной камерах не известна, поэтому задаемся условием (исходя из эмпирических данных), что 77% тепла передается в радиантной камере и 23% - в конвективной.

Тепло, передаваемое в камере радиации:

Q_р = 0, 77Q_пр = 1, 434 ∙ 10⁷ Вт = 5, 161 ∙ 10⁷ кДж/ч. (2.30)

Тепло, передаваемое в камере конвекции:

Q_k = Q_пр - Q_р = 4, 283 ∙ 10⁷ Вт = 1, 542 ∙ 10⁷ кДж/ч. (2.31)

Полезное количество тепла:

Q_пол = Q_р + Q_k = 6, 703 ∙ 10⁷ кДж/ч. (2.32)

Находим часовой расход топлива:

B = 1782 кг/ч.

Потери тепла в окружающую среду (обычно принимаются равными 0, 05-0, 07 от низшей теплоты сгорания топлива):

q_пот = 0, 06 = 3164 кДж/ч. (2.34)

Вычисляем коэффициент полезного действия печи:

Плоская поверхность, эквивалентная поверхности радиатных труб для одного ряда:

Фактор формы, учитывающий неравномерность облучения поверхности труб и их затенение друг другом определяется по графику Хоттеля [10]:

К = 0, 92.

Эффективная лучевоспринимающая поверхность:

H_л = H ∙ K = 402, 1 м². (2.37)

Суммарная неэкранированная поверхность кладки (рассчитана по чертежу):

F = 106 м².

Степень экранирования кладки:

Максимальная расчетная температура горения вычисляется при средней теплоемкости продуктов горения:

.

Общее количество тепла, вносимого в печь:

8, 931 ∙ 10⁷ кДж/ч = 21, 3 Гкал/ч.

Рассчитанное полезное тепло:

6, 379 ∙ 10⁷ кДж/ч = 15, 2 Гкал/ч.

Расхождение между фактическим и расчетным полезным теплом составляет:

Значение эквивалентной абсолютно черной поверхности H_S определяется, если известны степень черноты экрана ε _H и кладки ε _F, которые могут быть приняты равными 0, 9, а степень черноты поглощаемой среды ε _V вычисляют по уравнению, где α - коэффициент избытка воздуха:

ε _V = 0, 473.

Функция y(t), используемая в формуле (2.44), в среднем равна 0, 85. Коэффициент b вычисляем по уравнению:

b = 0, 45.

Таким образом:

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи к радиантным трубам. Для этого задаемся средней температурой наружной поверхности радиантных труб (с последующей проверкой): t_cт = 227°С (500 К). Коэффициент теплоотдачи:

Величина температурной поправки теплопередачи в топке:

где σ - постоянная Стефана-Больцмана, σ = 5, 67 Вт/(м² ∙ К⁴);

.

Для расчета температуры на перевале необходимо вычислить характеристику излучения b_S и аргумент излучения x:

x = 2, 019;

Тогда расчетная температура перевала t_пр составит:

Невязка по температуре перевала:

Коэффициент прямой отдачи:

Количество тепла, полученного радиантными трубами:

Невязка по количеству тепла:

Теплонапряженность радиантных труб: