ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПКИ
После проведения предварительных и вспомогательных расчетов можно начать тепловой расчет радиационной поверхности нагрева, расположенной в топке. Возможны два варианта расчета: 1) по предварительной компоновке огневой коробки, т. е задавшись величиной радиационной поверхности нагрева, находят температуру газов при выходе из топки и 2) задавшись величиной температуры газов при выходе из топки, определяют необходимую радиационную поверхность нагрева. Здесь принят первый вариант расчета.
Определяем количество тепла, выделившегося в топочной камере при сгорании 1 кг топлива, с учетом всех потерь. Это тепло выражается формулой (96):
100 — Яз— Яі~яТ
Qm — Qp ]qq — f — Qr. в Ч — Яф m 4- Яф ккал/кг.
Необходимо отметить, что q£ — 0, так как огневая коробка котла паровозного типа за исключением дверки шуровочного отверстия со всех сторон окружена водой.
Тепло, внесенное в топку вместе с поступающим в нее воздухом, находим по формуле (80), полагая, что теплоемкость воздуха сх „ — = 0,31 ккал/нм3°С и температура его ^.„ = 15°:
Qx в = amV0(ct)x в = 1,45-2,64-0,31-15 = 17,8 ккал/кг.
Теплоемкость топлива подсчитываем по формуле (79), причем значение теплоемкости сухого топлива согласно нормам берется равным 0,25 ккал/кг °С:
Физическое тепло 1 кг топлива, поступающего в топку, находим по формуле (78), полагая, что температура топлива tx т~ 15°:
Яф т = cmtx т — 0,55-15 = 8,3 ккал/кг
Так как котел отапливается дровами без парового дутья, то ХУф=0.
Подставляем все найденные величины в формулу (96) и получаем
Ят = 2363 100 jog-17 3 + 17,8 + 8,3 = 2176,4 ккал/кг.
Теоретическая температура горения t°m находится при условии, что никакого лучеиспускания нет и все выделившееся тепло нагревает продукты горения, находящиеся в топке, т е. согласно уравнению (97) Ят — 1т ккал/кг.
По диаграмме / — t (фиг. 68) находим, что теплосодержанию 1т = = 2176,4 ккал/кг соответствует теоретическая температура горения
tm = 1219° С и Тт = fm-j-273 = 1492° К
Определение температуры газов, выходящих из топки и поступающих в дымогарные трубы, производится по формуле Гурвича (105):
Предварительно находим значения коэфициентов, входящих в формулу.
По табл. 15 получаем коэфициент загрязнения топочных поверхностей нагрева х = 0,8, по табл. 16 — степень черноты пламени а=0,7.
Как уже указывалось выше, в § 20, для огневых коробок котлов паровозного типа $ = 0, и коэфициент экранирования ф при Нр = Fcm по формуле (107) будет
г р
Задаемся температурой газов на выходе из топки t0 = 765° С или Тд = 1038° К и по диаграмме / — t находим соответствующую величину их теплосодержания /0 = 1299 ккал/кг. Суммарная теплоемкость газов определяется по формуле (104):
= 1,933 ккал)кг °С.
|
[4,96-10_8-0,134-2,65-1492* 120-1,933 |
Теперь имеются все величины для подстановки в формулу (105) и можно найти температуру Т0:
В данном случае получилось совпадение подсчитанной величины Т& с принятой перед расчетом. Такое совпадение с первого раза получается редко. Если полученная по расчету величина Г0 отличается от предварительно принятой меньше чем на 100°, расчета можно не повторять, так как при изменении задаваемой величины Т0 результат подсчета меняется незначительно. Ввиду этого для дальнейшего расчета необходимо брать результат, полученный по формуле (105).
Итак, за счет радиации газы уходят из топки с температурой tg — 765° С и теплосодержанием /0 = 1299 шал/кг.
Тепло 1 кг сожженного топлива, переданное посредством лучеиспускания поверхности нагрева, будет выражаться по формуле (103)
все же количество тепла, воспринятое радиационной поверхностью, BQp = 120- 877,4 = 105 288 ккалічас. Теплонапряженность радиационной поверхности нагрева QPB Ю5 288
Нр 2,65
К. п. д. топки выразится уравнением
Ит = 100 — 4z — <74 — 4f %• Для нашего примера получим
■Пт =100-6-3 = 91°/о.