Аэродинамический расчет дымовой трубы
Выберем цилиндрическую, кирпичную трубу. Для расчёта трубы необходимо задать скорость выхода дымовых газов из трубы. Пусть W = 13 м/с.
Площадь устья трубы равна:
(м2).
Зная площадь отверстия, можно найти диаметр выходного отверстия:
(м).
По унифицированному ряду типоразмеров дымовых труб выбирается наиболее близкое значение диаметра к полученному значению 
(м).
По выбранному диаметру устья находим площадь устья и скорость дымовых газов в трубе:
(м2).
(м/с).
По диаметру на выходе трубы по унифицированному ряду типоразмеров дымовых труб выбираем высоту дымовой трубы.
Hтр = 60 м.
Плотность дымовых газов при 150°С равна ρ = 0,852 кг/м3.
Динамический напор равен:
(Па).
Рассчитываем потери от трения. Коэффициент трения λ = 0,05.
(Па).
Потери от местных сопротивлений при выходе из дымовой трубы (ξ = 1) составляют:
(Па).
Суммарные потери давления в дымовой трубе:
(Па).
Самотяга в трубе:
(Па).
Выбор дымососа
Складывая потери давления во всех агрегатах и газоходах, получаем приближённое значение потерь давления по газовому тракту:
(Па).
Напор, развиваемый дымососом, равен:
(Па) = 154,6 (мм вод. ст.)
По производительности дымососа
Qд = 176358,4(м3/ч)
и напору
Нд = 154,6 (мм вод. ст.),
которое он создаёт, выбираем дымосос Д18×2 с частотой вращения 590 об/мин. Зная размеры входного и выходного отверстий дымососа, можно найти потери давления на участках 7–8 и 8–9.
Диаметр входного отверстия дымососа Д18×2 : d=1800мм [4, с.109].
Пересчет участка 7–8
Перед дымососомстоит всасывающий карман с размерами входного отверстия:
а = 0,92 ∙ dд = 0,92 ∙ 1800 = 1656 мм;
b = 1,8 · dд = 1,8 · 1800 = 3240 мм.
Чтобы присоединить карман размером 1656×3240 мм к трубе 1600×3150 мм участка, необходимо установить конфузор
.
Получаем 
.
Так как угол 20° < α < 60°, то коэффициент местногосопротивления конфузора ξ = 0,1.
На участке также находится поворот на угол 90°, коэффициент местного сопротивления которого ξ = 1.
Скорость дымовых газов в дымоходе:
(м/с)
Коэффициент сопротивления во всасывающем кармане ξ = 0,1
Потери давления в конфузоре и всасывающем кармане:
(Па).
Потери давления в местных сопротивлениях на участке 7–8:
(Па).
Суммарные потери давления на участке:
(Па).
Пересчет участка 8–9
Газоход присоединяется к выходу дымососа с помощью конфузора (3015х3350мм→1600х3150 мм).
.
Получаем 
.
Так как угол 20° < α < 60°, то коэффициент местногосопротивления конфузора ξ = 0,1.
На участке также находится поворот на угол 90°, коэффициент местного сопротивления которого ξ = 1.
Скорость дымовых газов в дымоходе:
(м/с)
Коэффициент сопротивления во всасывающем кармане ξ = 0,1
Потери давления в конфузоре и всасывающем кармане:
(Па).
Потери давления в местных сопротивлениях на участке 8-9:
(Па).
Суммарные потери давления на участке:
(Па).
Суммарные потери давления в газоходах:
ΔРг/х =4,666+28,653+51,27+80,68+101,08 =286,4 (Па).
Потери давления по всему газовому тракту:
(Па).
Давление создаваемое дымососом:
Hд=1,1.1,134.1477=1842,4 Па=187,8 (мм вод. ст.)
Используя производительность дымососа Qд=176358,4 (м3/ч) и напор Hд=187,8 (мм вод. ст.), создаваемый им, по графику аэродинамических характеристик выбираем дымосос Д18×2с частотой вращения 590 об/мин.
Перейдём к частоте вращения 740 об/мин :
Qд=176358,4×740/590=221400,4 (м3/ч)
Находим КПД дымососа:
ηд=51 %
Затрачиваемая дымососом мощность NД,кВт:
Nд = 
Кр=(1,293×Тух×0,103)/(ρо×Тхар×Рхар)
Кр=(1,293×(150+273)×0,103))/0,852×373×Рхар)=10
где QД – производительность вентилятора, м3/ч; HД – напор развиваемый вентилятором, Па; ηД – КПД вентилятора, %.
NД = 
(кВт)
 |
4. Вывод Для осуществления процесса горения котлоагрегаты оснащаются тягодутьевыми устройствами: дутьевыми вентиляторами, подающими воздух в топку, дымососами, удаляющими из котла дымовые газы и дымовой трубой.
Выбор вентилятора или дымососа сводится к выбору машины, обеспечивающей производительность и давление, определённые при расчёте воздушного и газового трактов, и потребляющей наименьшее количество энергии при эксплуатации.
В расчёте курсовой работы я осуществила аэродинамический расчет воздушного тракта котлоагрегата по данным своего варианта, подобрала по производительности и напору дутьевой вентилятор ВДН–19 с частотой вращения 740 об/мин и определена мощность, потребляемая им и его КПД по графику ;рассчитала аэродинамический расчет газового тракта, выбрала дымосос Д18×2 с частотой вращения 590 об/мин (далее идёт пересчёт для частоты вращения 740 об/мин) и определена мощность, потребляемая им и его КПД по графику;впоследствии была выбрана цилиндрическая дымовая труба высотой 60 метров.
Литература
1. Захарова Н.С.Методические указания к выполнению курсовой работы "Аэродинамический расчет котельных установок" по дисциплине "Гидрогазодинамика": Учеб.- метод. пособие. — Череповец: ЧГУ, 2003.
2. Приложения к учебно-методическому пособию "Аэродинамический расчет котельных установок". Ч. 1. Череповец: ЧГУ, 2002.
3. Приложения к учебно-методическому пособию "Аэродинамический расчет котельных установок". Ч. 2. Череповец: ЧГУ, 2002.
4. Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод / Под ред. С.И. Мочана. 3-е изд. Л.: Энергия, 1977.
 |
Задание
На выполнение курсовой работы
«Аэродинамический расчёт котельной установки»
Студентке: ля ля ля
группы 3ПТ – 31
задание №10
Дата выдачи задания:
Дата защиты задания:
Выдал: Петрова Г.М.
Исходными данными для расчёта служат:
| № п/п | Наименование графы | Обозна-чение | Значе-ние | Единица СИ |
| Расход топлива | ВР | м3/ч | ||
| Теоретический расход топлива | V0 | 4,7 | м3/м3 | |
| Объем дымовых газов на выходе из топки | V1 | 6,0 | м3/м3 | |
| Объем дымовых газов перед воздухоподогревателем | V2 | 7,0 | м3/м3 | |
| Объем дымовых газов после воздухоподогревателя | VУХ | 8,0 | м3/м3 | |
| Температура дымовых газов перед пароперегревателем | tдг1 | °С | ||
| Температура дымовых газов перед экономайзером | tдг2 | °С | ||
| Температура дымовых газов перед воздухоподогревателем | tдг3 | °С | ||
| Температура уходящих газов | tух | °С | ||
| Присос воздуха в топке | Δaт | 0,2 | - | |
| Утечка воздуха из воздухоподогревателя | Δbвп | 0,1 | - | |
| Коэффициент избытка воздуха в топке | aт | 1,1 | - | |
| Средняя скорость воздуха | WB | м/с | ||
| Средняя скорость дымовых газов | WГ | м/с | ||
| Температура холодного воздуха | tХВ | °С | ||
| Температура подогретого воздуха | tПВ | °С | ||
| Коэффициент запаса по производительности | b1 | 1,05 |