Изчисляване на пътя газ-въздух на котелни инсталации
Аеродинамично изчисляване на пътя газ-въздух
Обща информация
Проектирането на пътя газ-въздух на котелни се извършва в съответствие със стандартния метод, аеродинамично изчисление на котелни инсталации на ЦКТИ им. Ползунов.
Аеродинамичното изчисляване на газовите и въздушните пътища по стандартния метод е сложно и изисква голямо количество изчисления. В практиката на проектиране на котелни инсталации съпротивлението на отделните елементи на газовия или въздушния тракт на серийните котли не се изчислява, а се взема според техническите характеристики на котелния агрегат. При промяна на капацитета на парата на котелния агрегат или вида на изгореното гориво, съпротивленията на газовите и въздушните пътища се преизчисляват в съответствие с опростената методология, препоръчана от регулаторния метод.
Видове оформления на пътя газ-въздух.
1) подаване на въздух от вентилатор, отстраняване на продуктите от горенето поради налягане в газовия път. В такива схеми се използват газонепроницаеми котли.
Ориз. 1 Схема "под свръхзареждане".
2) с естествена тяга, създадена от комина.
Ориз. 2. Схема "с естествено течение".
3) Схема "с балансирана тяга". Подаване на въздух от вентилатор, отстраняване на продуктите от горенето чрез димоотвод.
Ориз. 3. Схема "с балансирана тяга".
4) Схема "под вакуум". Подаването на въздух и отстраняването на продуктите от горенето се извършва от димоотвод.
Ориз. 4. Схема "под вакуум".
Пътят газ-въздух на котела включва:
1) въздушен път:
г) вентилатор с управляващо устройство
2) газов път:
а) котел с горелка и опашни нагревателни повърхности
б) газопроводи или кутии
д) пепелоуловител или циклон
е) комин
В зависимост от дизайна на пътя газ-въздух, някои елементи може да липсват в неговия дизайн.
Изчисляване на пътя газ-въздух на котелни инсталации
Разликата в общото налягане в участъка на тракта се определя по формулата, Pa
| , | (1) |
където Δh– съпротивление на сечението, Pa;hs – собствена тяга, Pa.
Самостоятелна тяга на всеки участък от газовия път, включително комина, с изкуствена тяга се определя по формулата Pa
| , | (2) |
къдетоHе вертикалното разстояние между средните точки на началния и крайния участък на даден участък от тракта (за комин - неговата височина), m;pе абсолютното средно налягане на продуктите от горенето в секцията (при свръхналягане по-малко от 5000 Pa се приема за 1), MPa; ρ0 е плътността на продуктите от горенето при налягане 101080 Pa (760 mm Hg) и температура 273 K, kg/m3; е средната температура на продуктите от горенето в тази област, °C; 1.21 - плътността на външния въздух при налягане 101080 Pa и температура 293 K (ако температурата на околната среда се различава от 20 ° C с повече от 10 ° C, съответната стойност на плътността на въздуха се замества със стойността 1,21).
Когато потокът е насочен нагоре, собственото сцепление е положително (знак +), надолу - отрицателно.
Общото съпротивление, произтичащо от движението на газов или въздушен поток, се състои от съпротивления на триене и местни съпротивления.
Съпротивление на триене за изотермичен поток, т.е. при постоянна плътност, се определя по формулата, Pa
| , | (3) |
където λ е коефициентът на съпротивление на триене, койтозависи от относителната грапавост на стените на канала и числото Re;l,de – дължина и еквивалентен диаметър на канала, m;w– скорост на потока, m/s; ρ е плътността на газовия поток, kg/m 3 .
За стоманени газопроводи или въздуховоди може да се приеме равно на = 0,02, а за тухла - 0,03-0,04.
Всички местни съпротивления, включително тези при наличие на топлообмен, се определят по формулата Pa
| , | (4) |
къдетоξе коефициентът на местно съпротивление.
Разликата в общото налягане по пътя на газа с изкуствена тяга се определя по формулата, Pa
| , | (5) |
където е необходимото разреждане на изхода на пещта, Pa (обикновено се приема около 20 Pa); ΔHКА –аеродинамично съпротивление на котелния агрегат (от техническата спецификация или паспорта на котела) ΔH– общо съпротивление на газовия път, включително комина, Pa;Hs е общата собствена тяга на газовия път, включително комина, със съответния знак, Pa.
Общо съпротивление на газовия път с изкуствена тяга, Pa
| , | (6) |
където ∑∆Н1 е сумата от съпротивленията на газовия път към пепелоуловителя, Pa; μ е масовата концентрация на пепелта в продуктите на горенето, kg/kg (въвежда се, ако се вземе предвид при топлинното изчисление на котела); ∑∆Н2 – общо съпротивление на пътя след пепелоуловителя и самия пепелоуловител, Pa;Mp = ρ0/1,293 е корекцията за разликата в плътността между продуктите на горенето и сухия въздух;pb – барометрично налягане, Pa.
Общ спад на налягането по пътя на въздуха, Pa
| , | (7) |
където ΔHе общото съпротивлениепът на въздуха, Pa;Hs – собствена тяга, взета предвид само за въздухонагревателя и целия топловъздуховод, Pa (Hs = 0 се взема при тренировъчни изчисления); – разреждане в пещта на нивото на входа на въздуха, Pa.
Разреждането се определя по формулата
| , | (6,9) |
къдетоH' е вертикалното разстояние между най-високата точка на напречното сечение на изхода на газа от пещта и средата на напречното сечение на входа на въздуха в пещта, m.
Скоростта на газовете в района:
, Госпожица
Консумация на газ в обекта:
V= Vr Vg. , m 3 / s
Вр - прогнозен разход на гориво, m 3 / s
Vg - обем на отработените газове, m 3 / m 3
- температура на димните газове, o С
- площ на жилищната част на газопровода, m 3.