Suitsugaaside tihedus temperatuuri funktsioonina. Kursusetöö: Protsessiahju heitgaaside soojuse ärakasutamise paigaldise arvutamine. Põlemisprotsessi arvutamine

Niiske õhk on kuiva õhu ja veeauru segu. Küllastumata õhus on niiskus ülekuumendatud auru olekus ja seetõttu saab niiske õhu omadusi ligikaudselt kirjeldada ideaalgaaside seadustega.

Niiske õhu peamised omadused on järgmised:

1. Absoluutne niiskus g, mis määrab 1 m 3 niiskes õhus sisalduva veeauru koguse. Veeaur hõivab kogu segu mahu, seega on õhu absoluutne niiskus võrdne 1 m 3 veeauru massiga või aurutihedusega, kg / m 3

2. Suhtelist õhuniiskust j väljendatakse õhu absoluutse niiskuse ja selle maksimaalse võimaliku niiskuse suhtega samal rõhul ja temperatuuril või 1 m 3 niiskes õhus sisalduva veeauru massi ja massi suhtega. veeauru, mis on vajalik 1 m 3 niiske õhu täielikuks küllastamiseks samal rõhul ja temperatuuril.

Suhteline niiskus määrab õhu niiskusega küllastumise astme:

, (1.2)

kus on veeauru osarõhk, mis vastab selle tihedusele Pa; - küllastunud auru rõhk samal temperatuuril, Pa; - maksimaalne võimalik auru kogus 1 m 3 küllastunud niiskes õhus, kg / m 3; - aurutihedus selle osarõhul ja niiske õhu temperatuuril, kg/m 3 .

Seos (1.2) kehtib ainult siis, kui võib eeldada, et vedelikuaur on ideaalne gaas kuni küllastusolekuni.

Niiske õhu tihedus r on veeauru ja kuiva õhu tiheduste summa niiske õhu temperatuuril 1 m 3 niiske õhu osarõhul. T, KOHTA:

(1.3)

kus on kuiva õhu tihedus selle osarõhul 1 m 3 niisket õhku, kg / m 3; - kuiva õhu osarõhk, Pa; - kuiva õhu gaasikonstant, J/(kg×K).

Väljendades ja olekuvõrrandiga õhu ja veeauru jaoks saame

, (1.5)

kus on õhu ja veeauru massivoolukiirus, kg/s.

Need võrdsused kehtivad sama mahu kohta V niiske õhk samal temperatuuril. Jagades teise võrdsuse esimesega, saame niiskusesisalduse kohta teise avaldise

. (1.6)

Asendades siin õhu J/(kg×K) ja veeauru J/(kg×K) gaasikonstantide väärtused, saame niiskusesisalduse väärtuse, väljendatuna kilogrammides veeauru 1 kg kuiva õhu kohta.

. (1.7)

Osalise õhurõhu asendamine väärtusega , kus eelmisest ja AT on baromeetriline õhurõhk samades ühikutes nagu R, saame õhurõhu all oleva niiske õhu jaoks

. (1.8)

Seega sõltub õhu niiskusesisaldus antud õhurõhul ainult veeauru osarõhust. Maksimaalne võimalik niiskusesisaldus õhus, kust

. (1.9)

Kuna küllastusrõhk tõuseb koos temperatuuriga, sõltub maksimaalne võimalik niiskuse hulk, mida õhk võib sisaldada, selle temperatuurist ja mida rohkem, seda kõrgem on temperatuur. Kui võrrandid (1.7) ja (1.8) on lahendatud ja , siis saame

(1.10)

. (1.11)

Niiske õhu kogus kuupmeetrit 1 kg kuiva õhu kohta arvutatakse valemiga

(1.12)

Niiske õhu erimaht v, m 3 / kg, määratakse niiske õhu mahu jagamisel segu massiga 1 kg kuiva õhu kohta:

Niisket õhku kui soojuskandjat iseloomustab entalpia (kilodžaulides 1 kg kuiva õhu kohta), mis on võrdne kuiva õhu ja veeauru entalpiate summaga

(1.14)

kus on kuiva õhu erisoojusmaht, kJ/(kg×K); t– õhutemperatuur, °С; i- ülekuumendatud auru entalpia, kJ/kg.

1 kg kuiva küllastunud auru entalpia juures madalad rõhud määratud empiirilise valemiga, kJ/kg:

kus konstantne koefitsient on ligikaudu võrdne auru entalpiaga temperatuuril 0 °C; = 1,97 kJ/(kg×K) – auru erisoojusmahtuvus.

Väärtuste asendamine i avaldisesse (1,14) ja võttes kuiva õhu erisoojusmahtuvuse konstantse väärtusega 1,0036 kJ / (kg × K), leiame niiske õhu entalpia kilodžaulides 1 kg kuiva õhu kohta:

Märggaasi parameetrite määramiseks kasutatakse ülalkirjeldatutele sarnaseid võrrandeid.

, (1.17)

kus on katsegaasi gaasikonstant; R- gaasi rõhk.

gaasi entalpia, kJ/kg,

kus on gaasi erisoojusmaht, kJ/(kg×K).

Gaasi absoluutne niiskusesisaldus:

. (1.19)

Õhk-vesi soojuskandjate kontaktsoojusvahetite arvutamisel saate kasutada tabelis olevaid andmeid. 1,1-1,2 või arvutatud sõltuvused õhu (1,24-1,34) ja vee (1,35) füüsikalis-keemiliste parameetrite määramiseks. Sest suitsugaasid Tabeliandmeid saab kasutada. 1.3.

Märggaasi tihedus, kg / m 3:

, (1.20)

kus on kuiva gaasi tihedus temperatuuril 0 ° C, kg / m 3; M g, M p on gaasi ja auru molekulmassid.

Märggaasi dünaamilise viskoossuse koefitsient, Pa × s:

, (1.21)

kus on veeauru dünaamilise viskoossuse koefitsient Pa×s; - kuiva gaasi dünaamilise viskoossuse koefitsient, Pa×s; - auru massikontsentratsioon, kg/kg.

Märg gaasi erisoojusmaht, kJ/(kg×K):

Märggaasi soojusjuhtivuse koefitsient, W/(m×K):

, (1.23)

kus k on adiabaatiline indeks; AT– koefitsient (monatoomiliste gaaside puhul AT= 2,5; kaheaatomiliste gaaside jaoks AT= 1,9; kolmeaatomiliste gaaside jaoks AT = 1,72).

Tabel 1.1. Füüsikalised omadused kuiv õhk ( R= 0,101 MPa)

t, °C	, kg / m 3	, kJ/(kg×K)	, W/(m×K)	, Pa×s	, m 2 /s	Pr
-20	1,395	1,009	2,28	16,2	12,79	0,716
-10	1,342	1,009	2,36	16,7	12,43	0,712
	1,293	1,005	2,44	17,2	13,28	0,707
	1,247	1,005	2,51	17,6	14,16	0,705
	1,205	1,005	2,59	18,1	15,06	0,703
	1,165	1,005	2,67	18,6	16,00	0,701
	1,128	1,005	2,76	19,1	16,96	0,699
	1,093	1,005	2,83	19,6	17,95	0,698
	1,060	1,005	2,90	20,1	18,97	0,696
	1,029	1,009	2,96	20,6	20,02	0,694
	1,000	1,009	3,05	21,1	21,09	0,692
	0,972	1,009	3,13	21,5	22,10	0,690
	0,946	1,009	3,21	21,9	23,13	0,688
	0,898	1,009	3,34	22,8	25,45	0,686
	0,854	1,013	3,49	23,7	27,80	0,684
	0,815	1,017	3,64	24,5	30,09	0,682
	0,779	1,022	3,78	25,3	32,49	0,681
	0,746	1,026	3,93	26,0	34,85	0,680
	0,674	1,038	4,27	27,4	40,61	0,677
	0,615	1,047	4,60	29,7	48,33	0,674
	0,566	1,059	4,91	31,4	55,46	0,676
	0,524	1,068	5,21	33,6	63,09	0,678
	0,456	1,093	5,74	36,2	79,38	0,687
	0,404	1,114	6,22	39,1	96,89	0,699
	0,362	1,135	6,71	41,8	115,4	0,706
	0,329	1,156	7,18	44,3	134,8	0,713
	0,301	1,172	7,63	46,7	155,1	0,717
	0,277	1,185	8,07	49,0	177,1	0,719
	0,257	1,197	8,50	51,2	199,3	0,722
	0,239	1,210	9,15	53,5	233,7	0,724

Kuiva õhu termofüüsikalisi omadusi saab ligikaudselt hinnata järgmiste võrranditega.

Kuiva õhu kinemaatiline viskoossus temperatuuril -20 kuni +140 ° C, m 2 / s:

Pa; (1,24)

ja 140 kuni 400 °С, m2/s:

. (1.25)

Tabel 1.2. Vee füüsikalised omadused küllastunud olekus

t, °C	, kg / m 3	, kJ/(kg×K)	, W/(m×K)	, m 2 /s		, N/m	Pr
	999,9	4,212	55,1	1,789	-0,63	756,4	13,67
	999,7	4,191	57,4	1,306	0,7	741,6	9,52
	998,2	4,183	59,9	1,006	1,82	726,9	7,02
	995,7	4,174	61,8	0,805	3,21	712,2	5,42
	992,2	4,174	63,5	0,659	3,87	696,5	4,31
	988,1	4,174	64,8	0,556	4,49	676,9	3,54
	983,2	4,179	65,9	0,478	5,11	662,2	2,98
	977,8	4,187	66,8	0,415	5,70	643,5	2,55
	971,8	4,195	67,4	0,365	6,32	625,9	2,21
	965,3	4,208	68,0	0,326	6,95	607,2	1,95
	958,4	4,220	68,3	0,295	7,52	588,6	1,75
	951,0	4,233	68,5	0,272	8,08	569,0	1,60
	943,1	4,250	68,6	0,252	8,64	548,4	1,47
	934,8	4,266	68,6	0,233	9,19	528,8	1,36
	926,1	4,287	68,5	0,217	9,72	507,2	1,26
	917,0	4,313	68,4	0,203	10,3	486,6	1,17
	907,4	4,346	68,3	0,191	10,7	466,0	1,10
	897,3	4,380	67,9	0,181	11,3	443,4	1,05
	886,9	4,417	67,4	0,173	11,9	422,8	1,00
	876,0	4,459	67,0	0,165	12,6	400,2	0,96
	863,0	4,505	66,3	0,158	13,3	376,7	0,93

Märggaasi tihedus, kg/m3.

Põlemissoojus. Kuiva gaaskütuse alumine kütteväärtus Qf varieerub laias vahemikus 4-47 MJ / m3 ja sõltub selle koostisest - põleva ja mittesüttiva kütuse vahekorrast ja kvaliteedist.

komponendid. Madalaim Qf väärtus on kõrgahjugaasil, mille keskmine koostis on umbes 30% põlevaid gaase (peamiselt süsinikmonooksiid CO) ja umbes 60% mittepõlevat lämmastikku N2. Suurim

Seotud gaaside Qf väärtus, mille koostist iseloomustab suur raskete süsivesinike sisaldus. Maagaaside põlemissoojus kõigub kitsas vahemikus Qf = 35,5…37,5 MJ/m3.

Gaaskütuseid moodustavate üksikute gaaside madalam kütteväärtus on toodud tabelis. 3.2. Gaaskütuste kütteväärtuse määramise meetodid leiate 3. jaost.

Tihedus. Gaasidel on absoluutne ja suhteline tihedus.

Gaasi absoluuttihedus rg, kg/m3, on gaasi mass 1 m3 selle gaasi ruumala kohta. Üksiku gaasi tiheduse arvutamisel võetakse selle kilomo-la mahuks 22,41 m3 (nagu ideaalse gaasi puhul).

Gaasi suhteline tihedus Rotn on gaasi absoluutse tiheduse suhe normaaltingimustes ja sarnase õhutiheduse suhe:

Rotn \u003d Rg / Pv \u003d Rg / 1,293, (6,1)

Kus rg, pE on vastavalt gaasi ja õhu absoluuttihedus normaaltingimustes, kg / m3. Erinevate gaaside omavaheliseks võrdlemiseks kasutatakse tavaliselt gaaside suhtelist tihedust.

Lihtgaaside absoluutse ja suhtelise tiheduse väärtused on toodud tabelis. 6.1.

Gaasisegu tihedus pjM, kg/m3, määratakse liitereegli alusel, mille järgi summeeritakse gaaside omadused vastavalt nende mahuosale segus:

kus Xj on 7. gaasi mahusisaldus kütuses, %; (rg); - kütuse osaks oleva j-nda gaasi tihedus, kg/m3; n on üksikute gaaside arv kütuses.

Gaaskütuste tiheduse väärtused on toodud tabelis. P.5.

Gaasi tiheduse p, kg/m3, sõltuvalt temperatuurist ja rõhust, saab arvutada valemiga

kus p0 on gaasi tihedus normaaltingimustes (T0 = 273 K ja p0 = 101,3 kPa), kg/m3; p ja T on vastavalt tegelik rõhk kPa ja gaasi absoluutne temperatuur K.

Peaaegu igat tüüpi gaaskütused on õhust kergemad, seetõttu koguneb lekkimisel gaas lagede alla. Ohutuse tagamiseks tuleb enne katla käivitamist kindlasti kontrollida gaasi puudumist selle kõige tõenäolisemates kogunemiskohtades.

Gaaside viskoossus suureneb temperatuuri tõustes. Dünaamilise viskoossuse koefitsiendi p, Pa-s, väärtusi saab arvutada empiirilise Seser-Landi võrrandi abil

Tabel 6.1

Gaaskütuse komponentide omadused (temperatuuril t - O ° C chr \u003d 101,3 kPa)

	Keemiline	molaarmass M,	Tihedus	Puistekontsentraadid
Gaasi nimi	Absoluutne	Sugulane	Gaasi süttimispiirid õhuga segus, %
põlevad gaasid
Propüleen
vingugaas
vesiniksulfiid
mittesüttivad gaasid
Süsinikdioksiid
vääveldioksiid
Hapnik
Atmosfääri õhk.
veeaur

kus p0 on gaasi dünaamilise viskoossuse koefitsient normaaltingimustes (G0 = 273 K ja p0 - 101,3 kPa), Pa-s; T on gaasi absoluutne temperatuur K; C - gaasi tüübist sõltuv koefitsient K on võetud tabelist. 6.2.

Gaasisegu puhul saab dünaamilise viskoossuse koefitsiendi ligikaudselt määrata üksikute komponentide viskoossuse väärtuste põhjal:

kus gj on j-nda gaasi massiosa kütuses, %; Zu - j-nda komponendi dünaamilise viskoossuse koefitsient, Pa-s; n on üksikute gaaside arv kütuses.

Praktikas on laialdaselt kasutusel kinemaatilise viskoossuse koefitsient V, m2/s, mis
mis on seotud dünaamilise viskoossusega p läbi tiheduse p sõltuvuse kaudu

V = r / r. (6.6)

Võttes arvesse (6.4) ja (6.6), saab kinemaatilise viskoossuse koefitsiendi v, m2/s sõltuvalt rõhust ja temperatuurist arvutada valemiga

kus v0 on gaasi kinemaatilise viskoossuse koefitsient normaaltingimustes (Go = 273 K ja p0 = 101,3 kPa), m2/s; p ja G on vastavalt tegelik rõhk kPa ja gaasi absoluutne temperatuur K; C - gaasi tüübist sõltuv koefitsient K on võetud tabelist. 6.2.

Gaaskütuste kinemaatilise viskoossuse koefitsientide väärtused on toodud tabelis. P.9.

Tabel 6.2

Gaaskütuse komponentide viskoossuse ja soojusjuhtivuse koefitsiendid

(t \u003d 0 ° С ir \u003d 101,3 kPa)

Gaasi nimi	Viskoossustegur	Soojusjuhtivuse koefitsient N03, W/(m-K)	Sutherlandi koefitsient C, K
Dünaamiline r-106, Pa-s	Kinemaatiline v-106, m2/s
põlevad gaasid
Propüleen
vingugaas
vesiniksulfiid
mittesüttivad gaasid Süsinikdioksiid
Hapnik
Atmosfääri õhk
Veeaur 100 °C juures

Soojusjuhtivus. Molekulaarset energiaülekannet gaasides iseloomustab soojusjuhtivuse koefitsient ‘k, W / (m-K). Soojusjuhtivuse koefitsient on pöördvõrdeline rõhuga ja suureneb temperatuuri tõustes. X-koefitsiendi väärtusi saab arvutada Sutherlandi valemi abil

kus X,0 on gaasi soojusjuhtivus normaaltingimustes (G0 = 273 K ja Po = 101,3 kPa), W / (m-K); p ja T on vastavalt tegelik rõhk kPa ja gaasi absoluutne temperatuur K; C - gaasi tüübist sõltuv koefitsient K on võetud tabelist. 6.2.

Gaaskütuste soojusjuhtivuse koefitsientide väärtused on toodud tabelis. P.9.

Gaaskütuse soojusmahtuvus 1 m3 kuiva gaasi kohta sõltub selle koostisest ja sisse üldine vaade defineeritud kui

4L = 0 0,01(CH2H2+Ccos0+

CCH4CH4 + cCo2cOg + - + cx. X;), (6,9) - kütuse koostisosade, vastavalt vesiniku, süsinikmonooksiidi, metaani, süsinikdioksiidi ja /-nda komponendi soojusmahtuvusi, kJ / (m3-K); H2, CO, CH4, CO2, ..., Xg--

Gaaskütuse põlevate komponentide soojusmahud on toodud tabelis. P.6, mittesüttiv - tabelis. P.7.

Märja gaasilise kütuse soojusmahtuvus

Cgtl, kJ/(m3-K), on määratletud kui

<тл = ctrn + 0,00124cHzq йтля, (6.10) где drTn- влагосодержание газообразного топлива,

Plahvatusohtlikkus. Põlevgaasi segu õhuga teatud vahekorras tule või isegi sädeme olemasolul võib plahvatada, st süttib ja põleb heli levimiskiirusele lähedase kiirusega. Põlevgaasi plahvatusohtlik kontsentratsioon õhus sõltub gaasi keemilisest koostisest ja omadustest. Üksikute põlevate gaaside ruumala kontsentratsiooni süttimispiirid õhuga segus on toodud tabelis varem. 6.1. Kõige laiemad süttimispiirid on vesinikul (4.. .74 mahuprotsenti) ja süsinikmonooksiidil (12,5...74%). Maagaasi puhul on keskmine alumine ja ülemine süttivuspiir vastavalt 4,5 ja 17 mahuprotsenti; koksi puhul - 5,6 ja 31%; domeeni jaoks - 35 ja 74%.

Toksilisus. Toksilisuse all mõistetakse gaasi võimet põhjustada elusorganismide mürgistust. Toksilisuse aste sõltub gaasi tüübist ja selle kontsentratsioonist. Kõige ohtlikumad gaasikomponendid selles osas on süsinikmonooksiid CO ja vesiniksulfiid H2S.

Gaasisegude toksilisuse määrab peamiselt segus sisalduvatest kõige mürgisemate komponentide kontsentratsioon, samas kui selle kahjulik toime tugevneb reeglina märgatavalt teiste kahjulike gaaside juuresolekul.

Kahjulike gaaside olemasolu ja kontsentratsiooni õhus saab määrata spetsiaalse seadmega - gaasianalüsaatoriga.

Peaaegu kõik maagaasid on lõhnatud. Gaasilekke tuvastamiseks ja ohutusmeetmete võtmiseks lõhnastatakse maagaas enne selle sisenemist põhitorusse, see tähendab, et see küllastatakse terava lõhnaga ainega (näiteks merkaptaanid).

Erinevat tüüpi kütuste põlemissoojus on väga erinev. Näiteks kütteõlil on see üle 40 MJ/kg ning kõrgahjugaasil ja mõnel põlevkivi liigil umbes 4 MJ/kg. Ka energiakütuste koostis on väga erinev. Seega võivad samad kvalitatiivsed omadused olenevalt kütuse tüübist ja margist üksteisest kvantitatiivselt järsult erineda.

Kütuse antud omadused. Võrdlevaks analüüsiks on kütuse kvaliteeti kokkuvõtvate karakteristikute rollis kasutatud kütuse etteantud karakteristikuid %-kg / MJ, mis üldjuhul arvutatakse valemiga

kus хг on töökütuse kvaliteedi näitaja, %; Q[ - eripõlemissoojus (madalaim), MJ/kg.

Nii näiteks vähendatud arvutamiseks

Niiskuse tuhasisaldus väävli S „p ja

Lämmastik N^p (kütuse töötingimuste jaoks)

Valem (7.1) on järgmisel kujul, %-kg/MJ:

TOC o "1-3" h z KP=Kl GT; (7.2)

4f=l7e[; (7.3)

snp=S’/Єї; (7.4)

^p=N7 Q[. (7,5)

Illustreeriva näitena on soovituslik järgnev võrdlus eeldusel, et sama soojusvõimsusega kateldes põletatakse erinevaid kütuseid. Niisiis, Moskva lähedal kivisöe vähenenud niiskusesisalduse võrdlus

2B klass (WЈp = 3,72% -kg / MJ) ja Nazarov-

Kivisüsi 2B (W^p = 3,04%-kg / MJ) näitab, et esimesel juhul on katla ahju kütusega juhitava niiskuse hulk ligikaudu 1,2 korda suurem kui teisel, hoolimata asjaolust, et kivisöe tööniiskus Moskva lähedal (W[ \u003d 31%) on väiksem kui

Nazarovski kivisüsi (Wf = 39%).

tingimuslik kütus. Energeetikasektoris on erinevate katlajaamade kütusekasutuse efektiivsuse võrdlemiseks, kütuse tootmise ja tarbimise planeerimiseks majandusarvutustes kasutusele võetud tavakütuse mõiste. Standardkütusena aktsepteeritakse sellist kütust, mille erikütteväärtus (väikseim) tööseisundis on võrdne Qy T = 29300 kJ/kg (või

7000 kcal/kg).

Iga loodusliku kütuse jaoks on nn mõõtmeteta soojusekvivalent E, mis võib olla suurem või väiksem kui ühtsus:

Riiklik erialane kõrgharidusasutus

"Samara osariigi tehnikaülikool"

Keemiatehnoloogia ja tööstusökoloogia osakond

KURSUSETÖÖ

erialal "Tehniline termodünaamika ja soojustehnika"

Teema: Protsessi ahju heitgaasidest soojuse taaskasutamise paigaldise arvutamine

Lõpetanud: üliõpilane Ryabinina E.A.

ZF kursuse III rühm 19

Kontrollis: konsultant Churkina A.Yu.

Samara 2010

Sissejuhatus

Enamik keemiaettevõtteid tekitab kõrge ja madala temperatuuriga soojusjäätmeid, mida saab kasutada sekundaarse energiaallikana (SER). Nende hulka kuuluvad erinevate katelde ja protsessiahjude suitsugaasid, jahutatud voolud, jahutusvesi ja heitaur.

Thermal VER katab suures osas üksikute tööstusharude soojavajaduse. Seega kaetakse lämmastikutööstuses VER abil üle 26% soojavajadusest, soodatööstuses üle 11%.

Kasutatavate HORide arv sõltub kolmest tegurist: HORide temperatuur, nende soojusvõimsus ja väljundi järjepidevus.

Praegu on kõige levinum tööstuslike heitgaaside soojuse kasutamine, millel on kõrge temperatuuripotentsiaal peaaegu kõigi tuletõrjeprotsesside jaoks ja mida saab pidevalt kasutada enamikus tööstusharudes. Heitgaasisoojus on energiabilansi põhikomponent. Seda kasutatakse peamiselt tehnoloogilistel ja mõnel juhul ka energiatarbeks (jääksoojuskateldes).

Kõrgtemperatuuriliste termiliste VER-ide laialdast kasutamist seostatakse aga kasutusmeetodite väljatöötamisega, sh hõõglampide, toodete jne soojuse, uute meetodite väljatöötamisega heitgaaside soojuse ärakasutamiseks, aga ka soojuse kasutamise täiustamisega. olemasolevate kasutusseadmete projektid.

1. Tehnoloogilise skeemi kirjeldus

Konvektsioonkambrita toruahjudes või kiirgusega konvektsioonitüüpi ahjudes, kus kuumutatava toote algtemperatuur on suhteliselt kõrge, võib heitgaaside temperatuur olla suhteliselt kõrge, mis toob kaasa soojuskao suurenemise, ahju efektiivsuse vähenemise ja kõrgema kütusekulu. Seetõttu on vaja ära kasutada heitgaaside soojust. Seda on võimalik saavutada kas õhksoojendi abil, mis soojendab ahju sisenevat õhku kütuse põletamiseks, või paigaldades heitsoojuskatel, mis võimaldavad saada tehnoloogilisteks vajadusteks vajalikku veeauru.

Õhkkütte realiseerimiseks on aga vaja lisakulusid nii õhusoojendi, puhurite ehitamiseks kui ka puhuri mootori poolt tarbitavale lisavõimsusele.

Õhusoojendi normaalse töö tagamiseks on oluline vältida selle pinna korrosiooni võimalust suitsugaasivoolu küljelt. See nähtus on võimalik, kui soojusvahetuspinna temperatuur on madalam kui kastepunkti temperatuur; samal ajal osa suitsugaasidest, mis puutuvad vahetult kokku õhusoojendi pinnaga, jahutatakse oluliselt, neis sisalduv veeaur kondenseerub osaliselt ja neelates gaasidest vääveldioksiidi, moodustab agressiivse nõrga happe.

Kastepunkt vastab temperatuurile, mille juures vee küllastunud auru rõhk on võrdne suitsugaasides sisalduva veeauru osarõhuga.

Üks usaldusväärsemaid viise korrosiooni eest kaitsmiseks on õhu eelsoojendamine mingil viisil (näiteks vee- või aurukuumutites) kastepunktist kõrgemale temperatuurile. Selline korrosioon võib tekkida ka konvektsioonitorude pinnal, kui ahju siseneva tooraine temperatuur on alla kastepunkti.

Küllastunud auru temperatuuri tõstmise soojusallikaks on primaarkütuse oksüdatsioonireaktsioon (põlemine). Põlemisel tekkivad suitsugaasid eraldavad oma soojuse kiirguses ja seejärel konvektsioonikambrites toorainevoogu (auru). Ülekuumenenud veeaur siseneb tarbijasse ja põlemisproduktid väljuvad ahjust ja sisenevad heitsoojuskatlasse. KÜ väljalaskeava juures juhitakse küllastunud veeaur tagasi auru ülekuumenemisahju ning toiteveega jahutatud suitsugaasid sisenevad õhusoojendisse. Õhkküttekehast sisenevad suitsugaasid CTAN-i, kus läbi spiraali voolav vesi kuumutatakse ja läheb otse tarbijani ning suitsugaasid paisatakse atmosfääri.

2. Ahju arvutamine

2.1 Põlemisprotsessi arvutamine

Määrame kütuse põlemise madalama kütteväärtuse K R n. Kui kütus on individuaalne süsivesinik, siis selle kütteväärtus K R n võrdne standardse põlemissoojusega, millest on lahutatud põlemisproduktides sisalduva vee aurustumissoojus. Seda saab arvutada ka alg- ja lõppsaaduste moodustumise standardsete soojusefektide põhjal Hessi seaduse alusel.

Süsivesinike segust koosneva kütuse kütteväärtus määratakse vastavalt liitereeglile:

kus Q pi n- põlemissoojus i-th kütuse komponent;

y i- keskendumine i- kütusekomponent ühiku osades, siis:

K R n cm = 35,84 ∙ 0,987 + 63,80 ∙ 0,0033+ 91,32 ∙ 0,0012+ 118,73 ∙ 0,0004 + 146,10 ∙ 0,0001 \u0035 MJ /35,75

Kütuse molaarmass:

M m = Σ M i ∙ y i ,

kus M i- molaarmass i- kütusekomponent, siit:

M m = 16,042 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0033 + 44,094 ∙ 0,0012 + 58,120 ∙ 0,0004 + 72,15 ∙ = 0,0004 + 72,15 ∙ 0,987 + 30,07 ∙ 0,0001 + 40,001 + 44,001 + 44,094 ∙ 0,0012

kg/m3,

siis K R n cm, väljendatuna MJ/kg, on võrdne:

MJ/kg.

Arvutustulemused on kokku võetud tabelis. üks:

Kütuse koostis Tabel 1

Määrame kütuse elementide koostise, % (mass):

,

kus n i C , NIH , n ja N , n i O- süsiniku-, vesiniku-, lämmastiku- ja hapnikuaatomite arv kütuse moodustavate üksikute komponentide molekulides;

Kütuse iga komponendi sisaldus, wt. %;

x i- kütuse iga komponendi sisaldus, ütlevad nad. %;

M i on üksikute kütusekomponentide molaarmass;

M m on kütuse molaarmass.

Kompositsiooni kontroll :

C + H + O + N = 74,0 + 24,6 + 0,2 + 1,2 = 100% (mass).

Määrame 1 kg kütuse põletamiseks vajaliku teoreetilise õhuhulga, mis määratakse põlemisreaktsiooni ja atmosfääriõhu hapnikusisalduse stöhhiomeetrilisest võrrandist. Kui on teada kütuse elementaarne koostis, siis õhu teoreetiline kogus L0, kg/kg, arvutatakse järgmise valemiga:

Praktikas juhitakse kütuse põlemise täielikkuse tagamiseks ahju liigne õhuhulk, tegeliku õhuvoolu leiame α = 1,25:

L = aL 0 ,

kus L- tegelik õhukulu;

α - liigse õhu koefitsient,

L = 1,25∙17,0 = 21,25 kg/kg.

Õhu erimaht (n.a.) 1 kg kütuse põletamiseks:

kus ρ sisse= 1,293 - õhu tihedus tavatingimustes,

m 3 / kg.

Leiame 1 kg kütuse põletamisel tekkivate põlemisproduktide koguse:

kui on teada kütuse elementaarne koostis, saab suitsugaaside massikoostise 1 kg kütuse kohta selle täielikul põlemisel määrata järgmiste võrrandite alusel:

kus mCO2 , mH2O , m N2 , mO2- vastavate gaaside mass, kg.

Põlemissaaduste koguhulk:

m p. s = m CO2 + m H2O + m N2 + m O2,

m p. s= 2,71 + 2,21 + 16,33 + 1,00 = 22,25 kg/kg.

Saadud väärtuse kontrollimine:

kus W f- pihusti auru erikulu vedelkütuse põlemisel, kg/kg (gaasikütusel W f = 0),

Kuna kütus on gaas, siis jätame tähelepanuta õhu niiskusesisalduse ega arvesta veeauru hulka.

Leiame 1 kg kütuse põletamisel tekkivate põlemisproduktide mahu normaaltingimustes:

kus m i- 1 kg kütuse põlemisel tekkinud vastava gaasi mass;

ρi- selle gaasi tihedus tavatingimustes, kg / m 3;

M i on antud gaasi molaarmass, kg/kmol;

22,4 - molaarmaht, m ​​3 / kmol,

m3/kg; m3/kg;

m3/kg; m 3 / kg.

Põlemissaaduste kogumaht (n.a.) tegeliku õhuvoolu juures:

V = V CO2 + V H2O + V N2 + V O2 ,

V = 1,38 + 2,75 + 13,06 + 0,70 \u003d 17,89 m 3 / kg.

Põlemissaaduste tihedus (n.a):

kg/m3.

Leiame 1 kg kütuse põlemisproduktide soojusmahtuvuse ja entalpia temperatuurivahemikus 100 °C (373 K) kuni 1500 °C (1773 K), kasutades tabeli andmeid. 2.

Gaaside keskmised erisoojusmahud p, kJ/(kg∙K) tabel 2

t, °С

1 kg kütuse põletamisel tekkivate suitsugaaside entalpia:

kus CO2-ga , H2O-ga , N2-ga , O2-ga- vastava muru keskmised erisoojusvõimsused konstantsel rõhul temperatuuril t, kJ/(kg K);

koos t on 1 kg kütuse põlemisel temperatuuril tekkivate suitsugaaside keskmine soojusmahtuvus t, kJ/(kg K);

temperatuuril 100 °С: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 200 °С: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 300 °C: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 400 °С: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 500 °C: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 600 °C: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 700 °С: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 800 °С: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 1000 °С: kJ/(kg∙K);

temperatuuril 1500 °C: kJ/(kg∙K);

Arvutuste tulemused on kokku võetud tabelis. 3.

Põlemissaaduste entalpia Tabel 3

Tabeli järgi. 3 koostage sõltuvusgraafik H t = f ( t ) (Joonis 1) vt lisa .

2.2 Ahju soojusbilansi, ahju kasuteguri ja kütusekulu arvutamine

Ahjus veeauru poolt neelatud soojusvoog (kasulik soojuskoormus):

kus G- ülekuumendatud veeauru kogus ajaühikus, kg/s;

H vp1 ja H vp2

Väljuvate suitsugaaside temperatuuriks võtame 320 °C (593 K). Kiirguse soojuskadu keskkonnale on 10%, millest 9% kaob kiirguskambris ja 1% konvektsioonikambris. Ahju kasutegur η t = 0,95.

Tähelepanuta jäetakse keemilisest allapõlemisest tingitud soojuskaod, samuti sissetuleva kütuse ja õhu soojushulk.

Määrame ahju efektiivsuse:

kus uh on põlemisproduktide entalpia ahjust väljuvate suitsugaaside temperatuuril, t uh; tavaliselt eeldatakse, et väljuvate suitsugaaside temperatuur on 100–150 ° C kõrgem kui tooraine algtemperatuur ahju sisselaskeava juures; q higi- soojuskadu kiirgusest keskkonda, % või osa sellest Q korrus ;

Kütusekulu, kg/s:

kg/s.

2.3 Kiirguskambri ja konvektsioonikambri arvutamine

Seadistame suitsugaaside temperatuuri läbipääsul: t P\u003d 750–850 ° С, aktsepteerime

t P= 800 °C (1073 K). Põlemissaaduste entalpia läbipääsu temperatuuril

H P= 21171,8 kJ/kg.

Kiirgustorudes veeauru poolt neelatud soojusvoog:

kus H n on põlemisproduktide entalpia suitsugaasi temperatuuril läbipääsul, kJ/kg;

η t - ahju efektiivsus; soovitatav on võtta see 0,95–0,98;

Soojusvoog, mille veeaur võtab konvektsioonitorudes:

Veeauru entalpia kiirgusosa sissepääsu juures on:

kJ/kg.

Aktsepteerime konvektsioonikambri rõhukadude väärtust ∆ P juurde= 0,1 MPa, siis:

P juurde = P - P juurde ,

P juurde= 1,2 - 0,1 = 1,1 MPa.

Kiirgussektsiooni veeauru sisselaskeava temperatuur t juurde= 294 °C, siis on kiirgustorude välispinna keskmine temperatuur:

kus Δt- kiirgustorude välispinna temperatuuri ja torudes soojendatava veeauru (tooraine) temperatuuri erinevus; Δt= 20 - 60 °С;

TO.

Maksimaalne kavandatud põlemistemperatuur:

kus t o- kütuse ja õhu algsegu alandatud temperatuur; võetakse võrdseks põlemiseks tarnitava õhu temperatuuriga;

TÄNUD.- põlemisproduktide erisoojusmaht temperatuuril t P;

°C.

Kell tmax = 1772,8 °С ja t n \u003d 800 ° C absoluutselt musta pinna soojustihedus qs kiirgustorude välispinna erinevate temperatuuride jaoks on järgmised väärtused:

Θ, °С 200 400 600

qs, W/m2 1,50 ∙ 10 5 1,30 ∙ 10 5 0,70 ∙ 10 5

Koostame abidiagrammi (joonis 2) vt lisa, mille järgi leiame soojustiheduse Θ = 527 °С juures: qs\u003d 0,95 ∙ 10 5 W / m 2.

Arvutame ahju kogu soojusvoo:

Täiesti musta pinnaga võrdväärse ala esialgne väärtus:

m 2.

Aktsepteerime müüritise sõelumisastet Ψ = 0,45 ja α = 1,25 puhul leiame, et

Hs /H l = 0,73.

Samaväärse tasase pinna väärtus:

m 2.

Aktsepteerime torude üherealist paigutust ja sammu nende vahel:

S = 2d n= 2 ∙ 0,152 = 0,304 m. Nende väärtuste puhul on vormitegur To = 0,87.

Varjestatud müüritise pinna väärtus:

m 2.

Kiirgustorude küttepind:

m 2.

Valime ahju BB2, selle parameetrid:

kiirguskambri pind, m 2 180

konvektsioonikambri pind, m 2 180

ahju tööpikkus, m 9

kiirguskambri laius, m 1,2

versioon b

kütuse põlemismeetod leegivaba

kiirguskambri toru läbimõõt, mm 152×6

konvektsioonikambri toru läbimõõt, mm 114×6

Torude arv kiirguskambris:

kus d n on kiirguskambri torude välisläbimõõt, m;

l põrand - kiirgustorude kasulik pikkus, pestud suitsugaaside vooluga, m,

l põrand = 9 - 0,42 = 8,2 m,

.

Kiirgustorude pinna termiline pinge:

W/m2.

Määrake konvektsioonikambri torude arv:

Järjestame need malelaua mustris 3 ühes horisontaalses reas. Torude vaheline samm S = 1,7 d h = 0,19 m.

Keskmine temperatuuride erinevus määratakse järgmise valemiga:

°C.

Soojusülekande koefitsient konvektsioonikambris:

W / (m 2 ∙ K).

Konvektsioonitorude pinna soojuspinge määratakse järgmise valemiga:

W/m2.

2.4 Ahju pooli hüdrauliline arvutus

Ahjuspiraali hüdrauliline arvutus seisneb veeauru rõhukao määramises kiirgus- ja konvektsioonitorudes.

kus G

ρ kuni v.p. - veeauru tihedus keskmisel temperatuuril ja rõhul konvektsioonikambris, kg / m 3;

d k – konvektsioonitorude siseläbimõõt, m;

z k on voolude arv konvektsioonikambris,

Prl.

ν k \u003d 3,311 ∙ 10 -6 m 2 / s.

Reynoldsi kriteeriumi väärtus:

m.

Hõõrdumise rõhukadu:

Pa = 14,4 kPa.

Pa = 20,2 kPa.

kus Σ ζ kuni

- pöörete arv.

Kogu rõhukadu:

2.5 Veeauru rõhukao arvutamine kiirguskambris

Keskmine auru kiirus:

kus G on ahjus ülekuumendatud veeauru voolukiirus, kg/s;

ρ r v.p. - veeauru tihedus keskmisel temperatuuril ja rõhul konvektsioonikambris, kg / m 3;

dр – konvektsioonitorude siseläbimõõt, m;

z p on voolude arv ventilatsioonikambris,

Prl.

Veeauru kinemaatiline viskoossus keskmisel temperatuuril ja rõhul konvektsioonikambris ν p \u003d 8,59 ∙ 10 -6 m 2 / s.

Reynoldsi kriteeriumi väärtus:

Torude kogupikkus sirgel lõigul:

m.

Hüdrauliline hõõrdetegur:

Hõõrdumise rõhukadu:

Pa = 15,1 kPa.

Rõhukadu kohaliku takistuse ületamiseks:

Pa = 11,3 kPa,

kus Σ ζ lk\u003d 0,35 - takistustegur 180 ºС pööramisel,

- pöörete arv.

Kogu rõhukadu:

Tehtud arvutused näitasid, et valitud ahi tagab veeauru ülekuumenemise protsessi antud režiimis.

3. Jääksoojuskatla arvutamine

Leia keskmine suitsugaasi temperatuur:

kus t 1 - suitsugaaside temperatuur sisselaskeava juures,

t 2 – väljuva suitsugaasi temperatuur, °С;

°C (538 K).

Suitsugaasi massivool:

kus B - kütusekulu, kg / s;

Suitsugaaside spetsiifilised entalpiad määratakse tabelis esitatud andmete alusel. 3 ja fig. 1 vastavalt valemile:

Jahutusvedelike entalpiad Tabel 4

Suitsugaaside kaudu edastatav soojusvoog:

kus H 1 ja H 2 - 1 kg kütuse põletamisel tekkinud suitsugaaside entalpia vastavalt KU sisse- ja väljalaskeava temperatuuril, kJ/kg;

B - kütusekulu, kg/s;

h 1 ja h 2 - suitsugaaside erientalpiad, kJ / kg,

Vee poolt tajutav soojusvoog, W:

kus η ku - soojuskasutuse koefitsient CU-s; η ku = 0,97;

G n - auruvõimsus, kg/s;

h k vp - küllastunud veeauru entalpia väljalasketemperatuuril, kJ/kg;

h n - toitevee entalpia, kJ/kg,

KÜ-s vastuvõetud veeauru kogus määratakse järgmise valemiga:

kg/s.

Soojusvoog, mida vesi küttetsoonis võtab:

kus h k in - vee erientalpia aurustumistemperatuuril, kJ / kg;

Suitsugaaside poolt veele ülekantav soojusvoog küttetsoonis (kasulik soojus):

kus h x on suitsugaaside erientalpia temperatuuril t x , siit:

kJ/kg.

1 kg kütuse põlemisentalpia väärtus:

Vastavalt joonisele fig. 1 väärtusele vastav suitsutoru temperatuur H x = 5700,45 kJ/kg:

t x = 270 °С.

Keskmine temperatuuride erinevus küttetsoonis:

°C.

270 suitsugaasid 210 Vastuvooluindeksit arvesse võttes:

kus To f on soojusülekandetegur;

m 2.

Keskmine temperatuuride erinevus aurustumistsoonis:

°C.

320 suitsugaasid 270 Võttes arvesse vastuvooluindeksit:

187 veeaur 187

Soojusvahetuse pindala küttetsoonis:

kus To f on soojusülekandetegur;

m 2.

Soojusvahetuse kogupindala:

F = F n + F sina,

F\u003d 22,6 + 80 \u003d 102,6 m 2.

Vastavalt standardile GOST 14248-79 valime standardse aururuumiga aurusti, millel on järgmised omadused:

korpuse läbimõõt, mm 1600

torukimpude arv 1

torude arv ühes kimbus 362

soojusvahetuspind, m 2 170

ühe löögi läbilõikepindala

läbivad torud, m 2 0,055

4. Õhusoojendi soojusbilanss

Atmosfääriõhk temperatuuriga t ° in-x siseneb seadmesse, kus see kuumutatakse temperatuurini t x in-x suitsugaaside kuumuse tõttu.

Õhukulu, kg / s, määratakse vajaliku kütusekoguse alusel:

kus AT- kütusekulu, kg/s;

L- tegelik õhukulu 1 kg kütuse põletamisel, kg/kg,

Suitsugaasid, mis eraldavad oma soojust, jahutatakse t dg3 = t dg2 enne t dg4 .

=

kus H3 ja H4- suitsugaaside entalpiad temperatuuridel t dg3 ja t dg4 vastavalt kJ/kg,

Õhu kaudu tajutav soojusvoog, W:

kus koos in-x- õhu keskmine erisoojusmaht, kJ/(kg K);

0,97 - õhusoojendi efektiivsus,

Lõplik õhutemperatuur ( t x in-x) määratakse soojusbilansi võrrandist:

TO.

5. KTANi soojusbilanss

Pärast õhusoojendit sisenevad suitsugaasid aktiivse otsikuga (KTAN) kontaktaparatuuri, kus nende temperatuur langeb alates t dg5 = t dg4 temperatuurini t dg6= 60 °С.

Suitsugaaside soojus eemaldatakse kahe eraldiseisva veevooluga. Üks vool puutub otseselt kokku suitsugaasidega ja teine ​​vahetab nendega soojust läbi spiraali seina.

Suitsugaasidest eraldatud soojusvoog, W:

kus H5 ja H6- suitsugaaside entalpiad temperatuuril t dg5 ja t dg6 vastavalt kJ/kg,

Jahutusvee kogus (kokku), kg/s, määratakse soojusbilansi võrrandist:

kus η - KTAN efektiivsus, η = 0,9,

kg/s.

Jahutusvee poolt tajutav soojusvoog, W:

kus G vesi- jahutusvee tarbimine, kg/s:

veega- vee erisoojusmaht, 4,19 kJ/(kg K);

t n vett ja t vette- veetemperatuur vastavalt KTAN-i sisse- ja väljalaskeava juures,

6. Soojustagastusjaama kasuteguri arvutamine

Sünteesitud süsteemi efektiivsuse väärtuse määramisel ( η mu) kasutatakse traditsioonilist lähenemist.

Soojustagastusjaama efektiivsuse arvutamine toimub järgmise valemi järgi:

7. Süsteemi "ahi – heitsoojuskatel" eksergohindamine

Energiatehnoloogiliste süsteemide eksergeetiline analüüsimeetod võimaldab kõige objektiivsemalt ja kvalitatiivsemalt hinnata energiakadusid, mida termodünaamika esimest seadust kasutades tavapärasel hindamisel mitte kuidagi ei tuvastata. Vaadeldaval juhul kasutatakse hindamiskriteeriumina eksergia efektiivsust, mis on defineeritud kui eemaldatud eksergia ja süsteemi antud eksergia suhe:

kus E sub- kütuse eksergia, MJ/kg;

E resp.- eksergia, mille võtab veeauru vool ahjus ja heitsoojuskatlas.

Gaaskütuse puhul on tarnitav eksergia kütuse eksergia summa ( E alam1) ja õhueksergia ( E ala2):

kus N n ja Aga- õhu entalpiad vastavalt ahju sisselasketemperatuuril ja ümbritseva õhu temperatuuril, kJ/kg;

See- 298 K (25 °С);

∆S- õhu entroopia muutus, kJ/(kg K).

Enamikul juhtudel võib õhueksergia väärtuse tähelepanuta jätta, see tähendab:

Vaadeldavale süsteemile määratud eksergia on ahjus veeauru poolt neelatud eksergia summa ( E resp1) ja eksergia, mille veeaur võtab CH-s ( E resp2).

Ahjus kuumutatud auruvoolu jaoks:

kus G- aurukulu ahjus, kg/s;

H vp1 ja H vp2- veeauru entalpiad vastavalt ahju sisse- ja väljalaskeava juures, kJ/kg;

ΔS vp- veeauru entroopia muutus, kJ/(kg K).

HV-s saadava veeauru voolu jaoks:

kus G n- aurukulu CU-des, kg/s;

h kuni ptk- küllastunud veeauru entalpia KU väljalaskeava juures, kJ/kg;

h n sisse- toitevee entalpia KU sisselaskeava juures, kJ/kg.

E resp. = E otv1 + E otv2 ,

E resp.\u003d 1965,8 + 296,3 \u003d 2262,1 J / kg.

Järeldus

Olles teostanud kavandatava paigaldise arvutuse (protsessiahju heitgaaside soojuse ärakasutamine), võime järeldada, et antud kütuse koostise korral on ahju tootlikkus veeauru ja muud näitajad, sünteesitud süsteemi efektiivsuse väärtus on kõrge, seega on paigaldus tõhus; seda näitas ka süsteemi "ahi - heitsoojuskatel" eksergiahinnang, kuid energiakulude osas jätab paigaldus soovida ja vajab täiustamist.

Kasutatud kirjanduse loetelu

1. Haraz D .Ja. Sekundaarsete energiaressursside kasutamise viisid keemiatööstuses / D. I. Kharaz, B. I. Psakhis. - M.: Keemia, 1984. - 224 lk.

2. Scoblo A . Ja. Skoblo A.I., Tregubova I.A., Yu.K., Molokanov. - 2. väljaanne, muudetud. ja täiendav - M.: Keemia, 1982. - 584 lk.

3. Pavlov K .F. Näited ja ülesanded keemiatehnoloogia protsesside ja seadmete käigus: Proc. Käsiraamat ülikoolidele / K. F. Pavlov, P. G. Romankov, A. A. Noskov; Ed. P. G. Romankova. - 10. väljaanne, muudetud. ja täiendav - L.: Keemia, 1987. - 576 lk.

Rakendus

Gaasiliste põlemisproduktide termofüüsikalised omadused, mis on vajalikud erinevate parameetrite sõltuvuse arvutamiseks antud gaasilise keskkonna temperatuurist, saab määrata tabelis toodud väärtuste põhjal. Eelkõige saadakse need soojusmahtuvuse sõltuvused järgmisel kujul:

C psm = a -1/ d,

kus a = 1,3615803; b = 7,0065648; c = 0,0053034712; d = 20,761095;

C psm = a + bT sm + cT 2 sm,

kus a = 0,94426057; b = 0,00035133267; c = -0,0000000539.

Esimest sõltuvust eelistatakse ligikaudse täpsuse osas, teist sõltuvust saab võtta väiksema täpsusega arvutuste tegemiseks.

Suitsugaaside füüsikalised parameetrid
(at P = 0,0981 MPa; R CO2 = 0,13; lk H20 = 0,11; R N2 = 0,76)

t, °С	γ, N m-3	koos p, W (m 2 ° С) -1	λ 10 2, W (m K) -1	a 10 6, m 2 s -1	μ 10 6, Pa s	v 10 6, m 2 s -1	Pr
	12,704	1,04	2,28	16,89	15,78	12,20	0,72
	9,320	1,07	3,13	30,83	20,39	21,54	0,69
	7,338	1,10	4,01	48,89	24,50	32,80	0,67
	6,053	1,12	4,84	69,89	28,23	45,81	0,65
	5,150	1,15	5,70	94,28	31,69	60,38	0,64
	4,483	1,18	6,56	121,14	34,85	76,30	0,63
	3,973	1,21	7,42	150,89	37,87	93,61	0,62
	3,561	1,24	8,27	183,81	40,69	112,10	0,61
	3,237	1,26	9,15	219,69	43,38	131,80	0,60
	2,953	1,29	10,01	257,97	45,91	152,50	0,59
	2,698	1,31	10,90	303,36	48,36	174,30	0,58
	2,521	1,32	11,75	345,47	40,90	197,10	0,57
	2,354	1,34	12,62	392,42	52,99	221,00	0,56

LISA 3

(viide)

Õhukanalite ja ventiilide õhu- ja suitsuläbilaskvus

1. Suitsutõrjesüsteemide ventilatsioonikanalite lekete või õhulekete määramiseks võib kasutada järgmisi valemeid, mis on saadud tabeliandmete ligikaudse lähendamise teel:

H-klassi õhukanalite puhul (rõhuvahemikus 0,2–1,4 kPa): ΔL = a(R - b)Koos, kus ΔL- õhu imemised (lekked), m 3 / m 2 h; R- rõhk, kPa; a = 10,752331; b = 0,0069397038; Koos = 0,66419906;

klassi P õhukanalite puhul (rõhuvahemikus 0,2 - 5,0 kPa): kus a = 0,00913545; b=-3,1647682 10 8; c =-1,2724412 10 9; d= 0,68424233.

2. Tavapäraselt suletud tulesiibrite puhul vastavad gaasi temperatuurist sõltuva suitsu- ja gaasi läbitungimise eriomaduste arvväärtused VNIIPO katsebaasis erinevate toodete stenditulekatsete käigus saadud andmetele:

1. Üldsätted. 2 2. Algandmed. 3 3. Väljatõmbesuitsu ventilatsioon. 4 3.1. Põlemissaaduste eemaldamine otse põlemisruumist. 4 3.2. Põlemisproduktide eemaldamine külgnevatest ruumidest. 7 4. Varustage suitsuventilatsioon. 9 4.1. Trepikodade õhuvarustus. 9 4.2. Õhu juurdevool liftišahtidesse.. 14 4.3. Õhu juurdevool vestibüüli lukkudesse.. 16 4.4. Kompenseeriv õhuvarustus. 17 5. Seadmete tehnilised omadused. 17 5.1. Seadmed suitsu väljatõmbeventilatsioonisüsteemidele. 17 5.2. Varustussuitsu ventilatsioonisüsteemide seadmed. 21 6. Tuletõrjerežiimid. 21 Kasutatud kirjandus.. 22 Lisa 1. Ruumide tulekoormuse põhiparameetrite määramine. 22 Lisa 2. Suitsugaaside termofüüsikalised omadused. 24 Lisa 3. Õhukanalite ja ventiilide õhu- ja suitsuläbilaskvus. 25

2. heitgaaside poolt ärakantav soojus. Määrame suitsugaaside soojusmahtuvuse tux = 8000C juures;

3. soojuskadu müüritise kaudu soojusjuhtivuse järgi.

Kaod läbi varahoidla

Võlvi paksus on 0,3 m, materjaliks šamott. Aktsepteerime, et kupli sisepinna temperatuur on võrdne gaaside temperatuuriga.

Ahju keskmine temperatuur:

Selle temperatuuri järgi valime šamottmaterjali soojusjuhtivuse koefitsiendi:

Seega on varakaod järgmised:

kus α on soojusülekandetegur seinte välispinnalt välisõhku, võrdne 71,2 kJ / (m2 * h * 0С)

Kaod läbi seinte. Seinte müüritis on kahekihiline (šamoti 345 mm, kobediatomiit 115 mm)

Seina pindala, m2:

metoodiline tsoon

keevitustsoon

Tomili tsoon

lõpp

Seina üldpind 162,73 m2

Temperatuuri lineaarse jaotuse korral seina paksuse vahel on šamoti keskmine temperatuur 5500 C ja diatomiit 1500 C.

Järelikult.

Täielik kadu müüritise tõttu

4. Praktiliste andmete kohaselt võetakse jahutusveega soojuskaod võrdseks 10% Qx tulust, see tähendab Qx + Qp

5. Aktsepteerime arvestamata kadusid 15% Q soojussisendist

Koostage ahju soojusbilansi võrrand

Ahju soojusbilanss on kokku võetud tabelis 1; 2

Tabel 1

tabel 2

Kulu kJ/h	%
Metalli soojendamiseks kulutatud soojus	53
suitsugaaside soojus	26
kaod müüritise tõttu	1,9
jahutusvee kaod	6,7
arvestamata kahjud	10,6
Kokku:	100

Soojuse erikulu 1 kg metalli soojendamiseks on

Põletite valik ja arvutamine

Nõustume, et ahju paigaldatakse "toru torus" tüüpi põletid.

Keevitustsoonides on 16 tükki, hoidetsoonis 4 tükki. põletite koguarv 20tk. Määrake ühele põletile tuleva õhu hinnanguline kogus.

Vв - õhutarbimine tunnis;

TV - 400 + 273 = 673 K - õhu soojendamise temperatuur;

N on põletite arv.

Eeldatakse, et õhurõhk põleti ees on 2,0 kPa. Sellest järeldub, et vajaliku õhuvoolu tagab põleti DBV 225.

Määrake hinnanguline gaasikogus põleti kohta;

VG \u003d V \u003d 2667 tunni kütusekulu;

TG \u003d 50 + 273 \u003d 323 K - gaasi temperatuur;

N on põletite arv.

8. Soojusvaheti arvutamine

Õhkkütteks projekteerime 57/49,5 mm läbimõõduga torudest metallist silmussoojusvaheti nende sammuga koridori paigutusega

Algandmed arvutamiseks:

Tunni kütusekulu B=2667 kJ/h;

Õhukulu 1 m3 kütuse kohta Lα = 13,08 m3/m3;

Põlemissaaduste kogus 1 m3 põlevgaasist Vα =13,89 m3/m3;

Õhkkütte temperatuur tv = 4000С;

Ahju suitsugaaside temperatuur tux=8000C.

Õhukulu tunnis:

Suitsu väljund tunnis:

Soojusvahetit läbiv suitsukogus tunnis, võttes arvesse suitsu kadu väljalöömisel ja möödavooluklapi kaudu ning õhulekkeid.

Koefitsient m, võttes arvesse suitsukadu, võtame 0,7.

Koefitsient, mis võtab arvesse sigade õhulekkeid, on 0,1.

Suitsu temperatuur soojusvaheti ees, võttes arvesse õhulekkeid;

kus iух on suitsugaaside soojussisaldus temperatuuril tух=8000С

See soojussisaldus vastab suitsutemperatuurile tD=7500C. (Vt Joon.67(3))