Сопротивления участков тракта дымовых газов.

Сопротивление газового тракта от топки котла до дымососа и от дымососа до выхода газов из дымовой трубы будет складываться из суммы сопротивлений участков (см. план компоновки котельной).

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru Па (7.3)

где:

hк – сопротивление котла (принимается по табл.16 или по справочнику);

hвэк – сопротивление водяного экономайзера считается по формуле (7.6), Па; hБ – суммарное сопротивление боровов - газоходов котла (считается), Па; hЗ.У. - сопротивление золоуловителей (принимается по табл. 18), Па; hЗ – сопротивление заслонки на дымососе (принимается равным 20 Па), Па; h Д.ТР. - сопротивление дымовой трубы (считается в разделе 7.2), Па; НС - самотяга дымовой трубы (считается в разделе 7.2), Па.

Аэродинамическое сопротивление какого-либо участка тракта складывается из сопротивления трения и местных сопротивлений.

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru Па (7.4)

Где Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru сопротивление трения на отдельном участке, Па; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru местные сопротивления на участке данного газохода (или воздуховода), Па.

Для изотермического потока (при постоянной плотности и вязкости протекающей среды) сопротивление трения определяется по формуле, Па

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , Па (7.5)

где Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – коэффициент сопротивления трения, зависящий от относительной шероховатости стенок канала и числа Рейнольдса; l – суммарная длина газохода - канала (l = a + b + c + d +...), (см. рис. 12), м; w – скорость протекающей среды, Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 4 – 8 м/с; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – эквивалентный (гидравлический) диаметр, м; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – плотность протекающей среды, кг/м3. Суммарную длину газохода - канала (борова) l измеряют от котла до дымовой трубы (по аналогии с рис.12). Объемная плотность газа считается по формуле Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , м3/кг.

Где Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru - плотность дымовых газов при нормальных условиях.

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru

Рис. 12. Расчетная схема газового тракта от золоуловителей (расположение боровов, дымососов и дымовой трубы)

расстояния (в плане): a - от оси золоуловителей до всасывающего кармана

дымососа; b – от дымососа до 1 поворота борова; c – от 1 поворота до 2;

d – от 2 поворота до дымовой трубы.

Для расчета скорости газового потока необходимо знать: сечение борова

Fав = а∙в, м2, из курсовой работы: расход топлива В, объем газов, получаемых при горении топлива, коэффициент расхода воздуха. Эквивалентный диаметр борова подсчитывается по формуле

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , м (7.6)

где F – площадь живого сечения канала, м2; U – полный периметр сечения, омываемый протекающей средой (для цилиндрического канала dэ = d) , м.

Сечение газоходов и боровов (подземных газоходов) подбирают по скорости движения газов (w = 2 - 6 м/с) при условии, что для боровов выбранные «а и в» (а ~ 0,6 - 1,5 м, в ~1 - 2 м). Это условия для возможности проникновения в них при чистке и ревизии. Для надземных газоходов ограничения по размерам нет.

w = Vг∙Bр∙(273 + tср) / (Fав∙273), м/с (7.7)

Аэродинамическое сопротивление чугунного экономайзера ВТИ

hвэк = nв · w2 ·ρ, Па (7.8)

где n в – число рядов труб в экономайзере по ходу газов необходимо взять из расчета котла, как и скорость и плотность газов в экономайзере.

Золоуловители устанавливают, если общее производство золы и шлака в котельной превышает 50 кг/час, т.е. произведение Ар∙В*n > 5000. Сопротивление инерционных (циклонных) золоуловителей (при сжигании твердого топлива) принимается из табл. 16 в зависимости от типа котла.

Местные сопротивления рассчитываются по формуле

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , Па (7.9)

где Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – коэффициент местного сопротивления, зависящий от геометрической формы участка (а иногда и от критерия Рейнольдса). Для всего газового тракта

(от котла до устья дымовой трубы) принимаем, что скорость газа одна и та же ( Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 4- 8 м/с).

Местные сопротивления газового и воздушного тракта котла необходимо учитывать при аэродинамическом расчете: вход в канал, сетка на входе, повороты и колена, разветвления (тройники), изменения сечения, заслонки – шиберы, сужения и расширения, диффузоры дымососа или вентилятора, выход из дымовой трубы, горелочных и топочных устройств. Коэффициент местного сопротивления определяется в зависимости от формы сопротивления.

Коэффициент местного сопротивления для различных местных сопротивлений принимается по табл. 15. Скорость продуктов сгорания (воздуха) подсчитывается по меньшему сечению.

Таблица 15

Коэффициенты местных сопротивлений

  N     Вид сопротивления Коэффициент местных сопротивлений, Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru (к.м.с.)  
1. Вход в канал с закругленными кромками r/d Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru 0,05 0,25 0,1 0,12 0,2
2. Вход в канал через решетку Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru (1,707 Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru f/F – 1); f – сечение решетки
3. Вход в канал через сетку (проволочную) Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 1,14 – 2,65 при отношении сечений соответственно f/F = 0,9 – 0,5.
4.   Колено Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru 30О 0,15 60О 0,56   90О 1,2
5.     Несимметричный тройник Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 60О Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 90О Vб/Vп Vб/Vп При Fб/Fп : 1,0 1,6 2,0 0 ,5 1,0 2,0 0,5: Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,35; 0,25; 0,05; 0,5; 0,63; 1,03 1,0: Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,7; 0,45; 0,2; 0,8; 1,05; 1,75 2,0: Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,95; 0,7; 0,4; 1,15; 1,48; 2,5.
6. Патрубок с отводом для забора воздуха При отсутствии заслонки Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,2 . При наличии заслонки Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,3 .  
7. Резкое сужение канала Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,5∙(1-f/F)0,75
8. Резкое расширение канала Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = (1- f/F)2
9. Диффузор При F1/F0 = 2,0 4,0 Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,12; 0,4.
             

Аэродинамические сопротивления отдельных элементов газового и воздушного тракта ряда серийных котлов приведены в табл. 16.

7.2. Сопротивление дымовой трубы. Самотяга.

Определение сопротивления трубы принципиально не отличается от расчета сопротивления прочих элементов газового тракта. По суммарному расходу газов от всех подключенных к трубе котлов при номинальной нагрузке и скорости газов на выходе из трубы (принимается Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 8-15 м/с.) рассчитывается внутренний диаметр трубы (для кирпичной - на выходе газов).

Полученный диаметр округляется до стандартного значения, после чего уточняется скорость газов.

Стандартные диаметры труб, м:

· кирпичных и монолитных железобетонных: 1,20; 1,50; 1,80; 2,10; 2,40; 3,00; 3,60; 4,20; 4,80; 6,00; 7,20; 8,40; 9,60;

· металлических: 0,40; 0,50; 0,60; 0,80; 1,00.

Скорость газов на выходе из дымовой трубы так же, как и высота трубы, определяет условия рассеивания газов и летучей золы в районе расположения котельной. Максимальная концентрация вредных газов и уносимой золы уменьшается с увеличением высоты трубы и выходной скорости газов. Кирпичные трубы (конические) строят с уклоном i (уменьшением диаметра по высоте). Сопротивление дымовой трубы складывается из сопротивления трения и потери с выходной скоростью.

Для кирпичной трубы при постоянном уклоне в трубе сопротивление трения определяется по приближенной формуле:

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , (7.10)

где коэффициент трения для кирпичной трубы l=0,05 ; i = 0,02 - уклон трубы, i = (dн – dв)/2H, dн – внутренний нижний диаметр трубы, м; dв – внутренний верхний диаметр, м.

Сопротивление трения в стальных цилиндрических трубах рассчитывается по формуле (7.5). Коэффициент трения для стальной трубы l=0,02. Потеря давления с выходной скоростью рассчитывается для всех труб по формуле (7.9) с коэффициентом местного сопротивления выхода Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru .

Величина самотяги для дымовой трубы вычисляется по формуле:

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , Па (7.11)

где Н - высота дымовой трубы, м; tтр– средняя температура газового потока на данном участке (в дымовой трубе), °С; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – температура наружного (холодного) воздуха, °С.

7.3. Сопротивления участков воздушного тракта

Сопротивление отдельных элементов воздушного тракта рассчитывается по формулам, приведенным выше как для элементов газового тракта (основные формулы Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru и Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru ); сопротивление топочных устройств и расчет давлений по воздушному тракту считается с учетом табл. 15, 16, 17. Скорость воздуха в кирпичных воздуховодах принять wв = 4 - 6 м/с, а в стальных - wв = 8 - 10 м/с, коэффициент сопротивления для стальных воздуховодов Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru = 0,02 .

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru

Рис. 13. Расчетная схема воздушного тракта

(1, 2, 3, 4, 5 и 6 - длины участков воздуховода)

При расчете воздушного тракта расход воздуха определяется по формуле, м3

Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru , м3/с (7.12)

где Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – расчетный расход топлива, кг/с или м3/с; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – теоретический объем воздуха, м3/кг или м33; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru – коэффициент расхода воздуха в топке котла; Сопротивления участков тракта дымовых газов. - student2.ru =30 оС – температура холодного воздуха, принимается по заданию, °С.

Таблица 16

Наши рекомендации