Упрощенный аэродинамический расчет дымовой трубы
Цель расчета: определение стандартного диаметра и высоты дымовой трубы.
Общее сопротивление всего газового тракта определяется выражением:
,
где DРр, DРк – соответственно разряжение в топочной камере и потери напора в камере конвекции; принимаем DРр = 40 Па [1, с.487], DРк = 80 Па [1, с.488];
DРм.с. – потери напора в газоходе на преодоление местных сопротивлений;
DРтр. – потери напора на трение в дымовой трубе.
,
где 
– сумма коэффициентов местных сопротивлений; принимаем = 4,06 [2, с.23];
W – линейная скорость продуктов сгорания; принимаем W = 8 м/с [1, с.488];
– плотность продуктов сгорания при температуре Тух..
Плотность продуктов сгорания при нормальных условиях:
,
где 
– сумма масс продуктов сгорания на 1 кг топлива;
– объемное количество продуктов сгорания на 1 кг топлива:
,
где mi, Mi – соответственные массы и молекулярные массы газовых компонентов в продуктах сгорания;
м3/кг;
кг/ м3.
Плотность продуктов сгорания при температуре Тух. = 533 К:
кг/ м3.
Итак, потери напора в газоходе на преодоление местных сопротивлений:
Па.
Потери напора на трение в дымовой трубе определяются по формуле:
,
где 
– соответственно потери напора при входе в трубу и выходе из нее, потери напора на трение при движении газов в дымовой трубе.
,
где xвх., xвых. – коэффициенты местных сопротивлений при входе в трубу и выходе из нее; принимаем (xвх. + xвых.) = 1,3 [2, с.24];
|
|
|
rср.т. – плотность газов в трубе при средней температуре Тср.т.:
,
где Твых. – температура продуктов сгорания на выходе из дымовой трубы:
К;
К;
кг/ м3;
Па.
Потери напора на трение при движении газов в дымовой трубе:
,
где l3, h, D – соответственно коэффициент гидравлического сопротивления в дымовой трубе, высота и диаметр дымовой трубы.
,
где nТ – число дымовых труб; принимаем nТ = 1;
V – объемный расход продуктов сгорания при температуре Тух.:
м3/с;
м.
Выбираем ближайший стандартный диаметр дымовой трубы: D = 2,0 м [2, табл.6].
Коэффициент гидравлического сопротивления в дымовой трубе l3 определяется по формуле Якимова:
.
Высота дымовой трубы рассчитывается методом последовательного приближения по уравнению:
,
где rв, Тв – плотность и температура окружающего воздуха; принимаем rв = 1,293 кг/м3, Тв = 303 К.
Предварительно принимаем высоту трубы h = 30 м.
При этом потери напора на трение при движении газов в дымовой трубе:
Па.
Общие потери напора на трение в дымовой трубе:
Па.
Общее сопротивление всего газового тракта:
Па.
Расчетная высота дымовой трубы:
|
|
|
м.
Расчетная высота не совпадает с принятой ранее, следовательно, делаем пересчет, принимая высоту h = 50,32 м.
Результаты последующих расчетов представим в виде таблицы.
Таблица 6.
| № итерации | hзад., м |  , Па
|  , Па
| DРобщ., Па | hрасч., м |
| 2 | 50,32 | 10,82 | 39,00 | 244,92 | 51,24 |
| 3 | 51,24 | 11,02 | 39,19 | 245,10 | 51,27 |
Выводы: определили геометрические размеры дымовой трубы: ее диаметр, округленный до стандартного, составил D = 2,0 м; высота трубы, рассчитанная методом последовательного приближения, имеет значение h = 51,27 м.
Заключение
Таким образом, был произведен технологический расчет трубчатой печи для нагрева и частичного испарения нефти.
Расчет состоял из восьми этапов, на каждом из которых были получены данные, необходимые для того, чтобы спроектировать нашу трубчатую печь. Так, результатом расчетов первых двух этапов (расчет процесса горения топлива и расчет к.п.д. печи и расхода топлива) стала полная тепловая нагрузка, значение которой Qт = 36,44 МВт. По этому значению в следующем этапе был подобран типоразмер печи, была выбрана печь типа СКГ1 с поверхностью нагрева радиантных труб 730 м2, рабочей длиной 18 м и допустимым теплонапряжением 35 Мкал/м2×ч. В печах данного типа могут быть использованы горелки двух типов – ГГМ-5 или ГП. Мы выбрали горелки типа ГП. Далее, в этапе расчета камеры радиации, нашли фактическое теплонапряжение радиантных труб qр = 24,8 Мкал/м2×ч, которое, как видим, не превышает допустимое значение, т.е. проектируемая печь работает с недогрузкой. В пятом этапе рассчитали диаметр печных труб, округлили до стандартного значения и определили соответствующие ему толщину стенки и шаг между осями труб. Расчет камеры конвекции (шестой этап), кроме всего прочего, дал нам ее высоту hк = 7,616 м. Высота камеры радиации (топки) hт = 11,09 м была определена в следующем этапе (гидравлический расчет змеевика). Таким образом, общая высота печи составляет 18,706 м. Это фактически соответствует табличному значению (22 м), если учитывать, что печь поднята над фундаментом на высоту до 2 м. В последнем этапе был проведен аэродинамический расчет дымовой трубы, получены ее размеры: диаметр, округленный до стандартного, D = 2 м и высота h = 51,27 м.
|
|
|
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 136; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!