ГАЗОВЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОТЛА И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Полное сопротивление газо-воздушного тракта котельной установки локомобиля зависит от характера движения газового потока, конфигурации и размеров газоходов, качества поверхности и режима работы.
Общее газовое сопротивление котла Д„ измеряется величиной разрежения в дымовой коробке. Оно состоит из суммы газовых сопротивлений отдельных участков газового тракта:
Дк = Дзол "Ь Асл ~Ь Асе + &тр ~Ь &д. к мм вод. ст., (152)
где Д30л, сл, Дм. Дтр, До. к — газовые сопротивления зольника, колосниковой решетки и слоя топлива, свода или отражательного щита топки (для топок, в которых они имеются), трубчатой части котла, дымовой камеры (пароперегревателя и искрогасителя) в мм вод. ст. Сопротивления отдельных участков тракта определяются как разность разрежений, измеренных на границах участков.
Газовое сопротивление зольника равно разности разрежений в зольнике и в атмосфере (разрежение в атмосфере Д0 = 0):
Дз9л = Ді — Д0 = Д, мм вод. ст.
Газовое сопротивление колосниковой решетки есть разность разрежений под топочным сводом и в зольнике:
Дсл = Д2 — Дх мм вод. ст.
и т. д.
Сопротивления отдельных частей газового тракта котла либо подсчитываются по эмпирическим формулам, либо берутся по опытным данным, установленным на основании материалов исследования аналогичных конструкций.
При проектировании нового локомобиля полное гидродинамическое сопротивление газо-воздушного тракта котла неизвестно, и его предварительно необходимо оценить.
На основании обобщения обширнейшего опытного материала по испытанию котлов паровозов акад. С. П. Сыромятниковым выведены эмпирические формулы для определения газовых сопротивлений по отдельным участкам газового тракта котла паровозного типа.
Газовое сопротивление зольника
&зол = Я вод- ст-> О53)
где a =15-i-20 — опытный коэфициент;
Ge — количество воздуха, проходящего через зольник, в кг/сек
R — площадь колосниковой решетки в мг.
Расход воздуха Ga определяется по формуле
Ga = ’У кг! сек. (154)
Теоретически необходимый объем воздуха V0 нм3/кг определяется по формуле (35).
Сопротивление колосниковой решетки и слоя топлива
ДСл = (■%’)1’66 мм вод. ст.; (155)
tm. n К >
Ь = 84-І2 для различных смесей углей с антрацитами при ручном отоплении — опытный коэфициент;
Тт. л — средний удельный вес газов в топочном пространстве в кгм3 G — выход газов в кг/сек.
Средний удельный вес газов в топке определяется по формуле
10 330 і о /.
Tm. n = ТСЛ = ЇМ — 29,27(Го + 273) кг! м ‘ ^156)
где ta — температура газов при входе в дымогарные трубы в °С. Выход газов в 1 сек. находится по уравнению
_ [l,293F0am — 1 — 0,01 (<?4 ■+■ А„)] В
——————— зноо——————— кгісек.
Сопротивление свода топки
где с = 2,5 ч — 5 — опытный коэфициент.
При нормальном для угольной топки кирпичном своде, перекрывающем около 50°/0 длины колосниковой решетки, коэфициент с рекомендуется брать равным 3,5.
Сопротивление трубчатой части котла
* I! G V-65 /1
ммв од-ст-, <159>
8 = 1 ч — 3 — поправочный коэфициент, учитывающий степень загрязнения внутренней поверхности труб;
7 — средний удельный вес газов в трубчатой части котла
в кг/л8;
г — средний гидравлический радиус живого сечения для прохода газа в мм;
I — длина труб между решетками в м;
2 — площадь живого сечения трубчатой части котла в мг. Средний удельный вес газов в трубчатой части котла определяется по формуле
10 330 , „ /1сг\
Imp — 29,27 (tnom + 273) KZ/M ’ (16°’)
где tnom — средняя температура потока газов в дымогарных трубах в °С. Средний гидравлический радиус находится по выражению
Q
г = — р мм,
где Р — периметр живого сечения для прохода газов.
— л*. |
Для труб круглого сечения
Сопротивление дымовой коробки с искроуловителем (пароперегреватель паровозного типа в уширенных дымогарных трубах) может быть выражено
Да. к = —- (-ттУ’65 мм вод. ст., (162)
Id. к « 1
где е — 2 ч — 7,2 — поправочный коэфициент, величина которого зависит от устройства дымовой коробки и конструкции искроуловителя; fa. к — средний удельный вес газов в дымовой коробке.
Средний удельный вес газов в дымовой коробке находится по формуле
1П330 „/ Я,,~о*
Td. *— 29,27 (td к 216) К! м ’ (163^
где /а. к — средняя температура газов в дымовой коробке, которая при тепловом расчете котла обозначалась tnom.
После подбора на основании результатов испытания локомобилей соответствующих значений коэфициента е формула П62) может быть применена для определения газового сопротивления пароперегревателя и искрогасителя локомобильного типа.
Полное газовое сопротивление котла равно сумме сопротивлений отдельных элементов газо-воздушного тракта и может быть выражено следующим образом:
(164)
Для определения суммарного газового сопротивления котла можно также пользоваться приближенной формулой, которая дает достаточно близкие к истине результаты:
Д„=^196 — 862 мм вод. ст. (165)
Для установившейся работы котла необходимо, чтобы разрежение в дымовой коробке, осуществляемое тяговым устройством, было равно полному газовому сопротивлению котельной установки.