Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Лисиенко В.Г. -> "Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология" -> 141

Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.

Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология — М.: Теплотехник, 2004. — 592 c.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка): vrashaushiesyapechi2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 135 136 137 138 139 140 < 141 > 142 143 144 145 146 147 .. 218 >> Следующая

С — с „ „С „ + с гп С__ + с ы С + с _ С + с С,
рп.сг РН2О Н-)0 рСОСО-, pN') N-, рО-) О-, рг т
>n2
р02 02 рт
(4.398)
2
где срН 0, с^т^, cpN , ср0 и срт — удельные изобарные теплоемкости Н20, СО
N2, 02 и топлива (природного газа) соответственно, а Сн 0, Ссо , CN , С0 и С — концентрации этих газов в продуктах сгорания.
Влияние температуры на средние теплоемкости газов достаточно хорошо аппроксимируется линейной зависимостью
а = а + ЬТ,
р ’
(4.399)
где значения коэффициентов а и b приведены ниже:
. а, Дж/(кг-К) Ь, Дж/(кг-К2)
co2 1740,2 2,055
н2о 1002,3 0,0865
N2 Природный газ (CH4 = 81,3 %, 823,8 0,1983

N2 = 14,4 %, C2H6 = 2,9 % + следы) 1000 2,055
о2 888,1 0,0977
Коэффициент теплоотдачи а рассчитываем по значению числа Нуссельта Nu :
а, = NuA,, /d„ •
(4.400)
Предполагая для упрощения задачи, что газовый поток представляет собой стабилизированное турбулентное течение в трубе, число Нуссельта найдем по формуле М. А. Михеева:
Nu, = 0,021 Re" Pr
0,8 d,0,43
(4.401)
372
В формуле (4.401) критерий Рейнольдса Re. = udjvr Значения коэффициента теплопроводности X., кинематического коэффициента вязкости v, критерия Прандтля Рг зависят от температуры и состава продуктов сгорания. Так, например, для продуктов сгорания природного газа эти параметры можно определить по следующим формулам:
X = (-0,27 + 11,56-10"3Г- 650-10^ + 2,04-10"V)-10“2, Вт/(м-К);(4.402) v = (-3,62 + 32,01-10~3 Г + 116,01-10^ - 23,83-10~9Г3)-10~б, м2/с;(4.403) Рг = 0,778 - 0,331-10'3Г + 0,263-Ю-6^ при 273 К < Т< 673 К; (4.404) Рг = 0,533 + 0,280-10'3Г- 0,106-10"V при 673 К <Т< 1273 К. (4.405)
В качестве определяющей принята температура г-той объемной зоны, а определяющим размером в формуле (4.400) является гидравлический (эквивалентный) диаметр dr, равный учетверенной площади свободного сечения печи, деленной на периметр этого сечения. В нашем случае:
где F — площадь поперечного сечения объемной газовой зоны (равна площади торцевой зоны); р. — плотность продуктов сгорания, кг/м3.
Расчет тепловых потерь через футеровку печи. Потери тепла через футеровку печи в окружающую среду на участке длиной ls определим по формуле стационарной теплопередачи через цилиндрическую стенку:
где линейные коэффициенты теплопередачи для одно- и двухслойной цилиндрической стенки соответственно равны (см. рис. 4.146):
dr = MnR1 -fM)/[2nR - РД + 2/?sin(p/2)],
гдefM — площадь сегмента материала (см. рис. 4.146). Среднерасходная скорость в газовой зоне, м/с:
u=G /(pi7),
I П.СГ Vfl Т/?
(4.406)
(4.407)
(4.408)
к? =
(4.409)
373
здесь Q"m — поток потерь тепла на /-том участке печи; Т. — температура футеровки печи на /-том участке; ls — длина участка печи; Т0 — температура окружающей среды; А,, и Х2 — коэффициенты теплопроводности огнеупорного и изоляционного слоев футеровки печи, определяемые по линейной зависимости А, =/ (7), в которую входят средние температуры слоев; ал — коэффициент теплоотдачи за счет излучения поверхности кожуха в окружающую среду; а
— коэффициент конвективной теплоотдачи от поверхности кожуха в окружающую среду; R — внутренний радиус печи; и R2 — наружные радиусы первого и второго слоев футеровки. Термическим сопротивлением кожуха пренебрегаем.
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием определим по известной формуле:
«л=кчт:-тж-т0\
(4.410)
а коэффициент конвективной теплоотдачи по следующей эмпирической формуле:
а = 0,0078(V^K)Re0°'905, (4.411)
где ек = 0,75 — степень черноты кожуха печи; Т — температура кожуха печи, К; Re0 = uDJvb — критерий Рейнольдса; Dk — диаметр кожуха печи; Xhvi — коэффициенты теплопроводности и кинематической вязкости воздуха при температуре окружающей среды; ив — скорость воздушного потока, омывающего печь (u= 1-КЗ м/с).
Как видно из выражений (4.410) и (4.411), для расчета коэффициентов теплоотдачи Хл и ак необходимо знать температуру кожуха печи Т. Найдем искомую температуру Г итерационным методом, применив следующие расчетные формулы:
для однослойной футеровки:
Tk,i = б/г ДНЯ двухслойной футеровки:
t,j = Q!
'-U&'
у2Х: R
/(л/5)ч Т
(4.412)
1 , i?i 1 . R2
In—+-------In- 2
2A,j R Ik2 R]
Knls) + Ti.
i /
(4.413)
где Q"m — тепловой поток потерь, вычисляемый по формуле (4.407); Т. средняя температура внутренней поверхности футеровки.
374
Расчет температуры кожуха Г будем проводить в следующей последовательности:
1. Зададим нулевое приближение для температуры кожуха на всех участках печи i = 1,п . Для двухслойной футеровки необходимо также задать температуру Т на границе 1-го и 2-го слоев футеровки. В нулевом приближении
2. Найдем А,, для однослойной и А,, и Х2 для двухслойной футеровки по средней температуре слоя: для однослойной футеровки:
где = (R2Tk - R2T)/(R2 - R2) + 0,5 (Т. - Ty\n(RJR) — средняя температура
ln(/?2/i?j) — средняя температура второго слоя футеровки печи. В вышеприведенных формулах аи, Ьп, а[2 и bQ — коэффициенты аппроксимации закона X = /(7) линейной зависимостью.
3. Рассчитаем ад и ак по формулам (4.410) и (4.411).
4. Найдем тепловые потери по формуле (4.407).
Предыдущая << 1 .. 135 136 137 138 139 140 < 141 > 142 143 144 145 146 147 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed