Задачи по теплотехнике

Задача №1

Расчет конвективных поверхностей нагрева котельного агрегата

Пароперегреватели. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятой паром в пароперегревателе, определяется по формуле

где — коэффициент сохранения теплоты и -энтальпии продуктов сгорания на входе в пароперегреватель и выходе из него, кДж/кг; — присос воздуха в газоходе пароперегревателя; — теоретически необходимый объем воздуха, ; — энтальпия холодного воздуха, кДж/кг; — расход пара через пароперегреватель, кг/с; — расчетный расход топлива, кг/с; и — энтальпии перегретого пара на выходе из пароперегрева-теля и насыщенного пара на входе в пароперегреватель, кДж/кг.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет теплотехника

Конвективная поверхность нагрева пароперегревателя.

где — коэффициент теплопередачи для пароперегревателя, ; — температурный напор в пароперегревателе, °С.

Температурный напор как для прямотока, так и для противотока определяется как среднелогарифмическая разность температур:

где — разность температур между продуктами сгорания и паром па том конце поверхности нагрева, где она наибольшая. ; — разность температур между продуктами сгорания и паром на том конце поверхности нагрева, где она наименьшая, °С.

Если , температурный напор определяется по формуле

Экономайзеры. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятой водой в экономайзере, определяется по формуле

где и — энтальпии продуктов сгорания на входе в экономайзер и выходе из него, кДж/кг; , — присос воздуха в газоходе экономайзера ; — расход воды через экономайзер, кг/с; и —энтальпии воды (или пароводяной смеси) на выходе из экономайзе-ра и на входе в экономайзер, кДж/кг.

Расход воды через экономайзер

где Р — величина непрерывной продувки, %.

Энтальпия воды на выходе из экономайзера

Конвективная поверхность нагрева экономайзера

где — коэффициент теплопередачи для экономайзера, ; — температурный напор в экономайзере, °С, определяется по формулам (2.40) и (2.41).

Воздухоподогреватели. Количество теплоты (кДж/кг), воспринятой воздухом в воздухоподогревателе, определяется по формуле

где и — энтальпии продуктов сгорания на входе в воздухоподогреватель и выходе из него. кДж кг; —присос воздуха в воздухоподогревателе; —энтальпии воздуха при средней температуре воздуха , кДж/кг; — отношение объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому; — доля рециркулирующего воздуха; и — энтальпии теоретически необходимого объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя и входе в него. кДж’кг. Средняя температура воздуха

где и — температура воздуха на входе в воздухоподогреватель и выходе из него, °С.

Отношение объема воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому

где — коэффициент избытка воздуха в топке; — присос воздуха в топке; — присос воздуха в пылеприготовительной установке. . Доля рециркулирующего воздуха

где — соответственно температура воздуха яреле смешения холодного воздуха с рециркулирующим, температура холодного воздуха и температура горячего вфдуха, идущего иа рециркуляцию, °С.

Конвективная поверхность ( нагрева воздухоподогревателя

где — коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя, ; — температурный напор в воздухоподогревателе, С, находится по формулам (2.40) и (2.41).

Возможно эта страница вам будет полезна:

Решение задач по теплотехнике

Задача №2

Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя котельного агрегата пар»-производительностью D = 3,89 кг/с, работающего на природном газе Саратовского месторождения с низшей теплотой сгорания 35 799 , если известны давление насыщенного пара = 1,5 МПа, давление перегретою пара 1,4 МПа, температура перегретого пара 350 °С , температура питательной воды 100 °С.

Вличина, непрерывной продувки P 4 %, к.п.д. котлоагрегата (брутто) , энтальпия продуктов сгорания на входе в пароперегреватель , теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания топлива , присос воздуха в газоходе пароперегревателя . температура воздуха в котельной и потери теплоты в окружающую среду

Решение: Расчетный расход топлива определяем по формуле (2.25):

Количество теплоты, воспринятой паром в пароперегревателе, находим по формуле (2.38):

Энтальпию насыщенного пара при давлении МПа находим по табл. 2 (см. Приложение): 2791,8 кДж/кг. Расход пара через пароперегреватель равен паророизводи-тельиостн котлоагрегата D, так как отсутствует отбор насыщенного пара.

Коэффициент сохранения теплоты определяем по формуле (2.31):

Энтальпию продуктов сгорания на выходе из пароперегревателя находим из формулы (2.38):

Возможно эта страница вам будет полезна:

Примеры решения задач по теплотехнике

Задача №3

Определить количество теплоты, воспринятой. водой, конвективную поверхность нагрева экономайзера котельного агрегата паропроизводительностью D = 5,45 кг/с работающего на донецком каменном угле марки Т с низшей теплотой сгорания кДж /кг, если известны давление перегретого пара = 1,4 МПа, температура перегретого пара 260 °С, температура пи-тательной воды 104 °С, к.п.д. котлоагрегата (брутто) = 88 %, величина непрерывной продувки Р = 3 %, температура воды на выходе из экономайзера = 164 °С, коэффициент теплопередачи в экономайзере 0,021 , температура газов на входе в 290 °С, температура газов на выходе из экономайзера — 150 °С и потери теплоты от механической неполноты сгорания — 4 %.

Решение: Натуральный расход топлива определяем по формуле (2.25):

0 так как отсутствует отбор насыщенного пара.Расчетный расход топлива находим по формуле (2.26):

Расход воды через экономайзер определяем по формуле (2.43):

Количество теплоты, воспринятой водой в экономайзере, находим по формуле (2.42):

Температурный напор в экономайзере определяем по формуле (2.40):

инвективную поверхность нагрева экономайзера по формуле (2.45):

Возможно эта страница вам будет полезна:

Методические указания по теплотехнике

Задача №4

Определить максимально допустимый зотовый износ стенки углеродистой трубы воздухоподогревателя котельного агрегата и температуру точки росы продуктов сгорания, если известны коэффициент, учитывающий абразивные свойства золы, . коэффициент, учитывающий вероятность ударов частиц зоны о поверхность трубы, , коэффициент неравномерности концентрации золы , коэффициент неравномерности скорости газов , средняя скорость газа в узких промежутках между трубами , длительность работы поверхности нагрева , доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания из топки, , температура газов на входе в пучок , коэффициент избытка воздуха в топке и температура конденсации водяных паров . Котельный агрегат работает на подмосковном угле марки Б2 состава: ; ; ;;; ; . .

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем по формуле (I.I2):

Теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, определяем по формуле (1.27):

Объем сухих газов при = 1,4 находим по формуле (1.43):

Объем водяных паров при =1,4 определяем по (1,44):

Объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.31):

Концентрацию золы в продуктах сгорания определяем (2.51):

Изл

Приведенную зольность топлива находим по формуле (1 .24):

Приведенную сернистость топлива — по формуле (1.26):

Максимально допустимый золовый износ стенки трубы находим по формуле (2.50):

Температуру точки росы продуктов сгорания определим формуле (2.52):

Расчет дымовой трубы на рассеивание в атмосфере загрязняющих веществ состоит в проверке высоты трубы на рассеивание в атмосфере золы, оксидов азота и диоксида серы . Высота дымовой трубы должна обеспечивать такое рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере.

При котором их концентрация у поверхности земли будет меньше предельно допускаемой санитарными нормами.

Предельно допускаемая концентрация (п. д. к.) не должна превышать для золы и диоксида серы значения .

Концентрация загрязняющих веществ у поверхности земли определяется по формуле

где А — коэффициент стратификации атмосферы, ; М — масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу из дымовой трубы, кг/с; F — коэффициент, учитывающий скорость осаждения загрязняющих веществ в атмосфере; m — коэффициент, учитывающий условие выхода продуктов сгорания из устья дымовой трубы; Н — высота дымовой трубы, м; — объем продуктов сгорания, проходящих через дымовую трубу, ; — разность между температурой газов на выходе из дымовой трубы и температурой окружающего воздуха — фоновая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере, .

Масса золы (кг/с), выбрасываемой в атмосферу из дымовой трубы

где n — число котлоагрегатов, подсоединенных к трубе; — расчетный расход топлива, кг/с; — доля золы топлива, уносимой дымовыми газами.

Масса диоксида серы (кг/с), выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы:

где . — относительные молекулярные массы диоксида серы и серы.

Задача №5

Определить концентрацию диоксида серы у поверхности земли для котельной, в которой установлены два одинаковых котлоагрегата. Работающих на высокосернистом мазуте состава: ; ; 2,8 %; ; ; ; если известны высота дымовой трубы H= 31 м, расчетный расход топлива , температура газов на входе в дымовую трубу = 180 °С, температура газов на выходе из дымовой трубы , коэффициент избытка воздуха перед трубой , температура окружающего воздуха , барометрическое давление воздуха , коэффициент, учитывающий скорость осаждения диоксида серы в атмосфере, F= 1,0, коэффициент, учитывающий условие выхода продуктов сгорания газов из устья дымовой трубы m = 0,9, коэффициент стратификации атмосферы и фоновая концентрация загрязнения атмосферы диоксидом серы . Кстати готовые на продажу задачи тут, и там же теория из учебников может быть вам поможет она.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):

Теоретический объем продуктов полного сгорания находим по формуле (1.36):

Объем дымовых газов проходящих через дымовую трубу, определяем по формуле (2.57):

Массу диоксида серы, выбрасываемого в атмосферу из дымовой трубы, находим по формуле (2.63):

Концентрацию оксида серы у поверхности земли определяем по формуле (2.61):