Проверим, обеспечит ли выбранный стандартный испаритель протекание процесса теплопередачи при заданных условиях. Поскольку определенное тепловое сопротивление будет со стороны дымовых газов, расчет будем вести по зоне нагрева.
При средней температуре, равной , получим коэффициент кинематической вязкости n , теплопроводность , удельная теплоемкость .
Найдем теплофизические свойства дымовых газов в интервале температур.
Определяем теплопроводность по формуле:
,
где - молярная доля i-го компонента; - теплопроводность i-го компонента; - молярная масса i-го компонента, кг/кмоль.
Кинематическая вязкость определяется по формуле:
Здесь , где - динамический коэффициент вязкости i-го компонента, ; - плотность дымовых газов, кг/м3.
Теплоемкость определяется по формуле:
, где - массовая доля i-го компонента; - удельная теплоемкость i-го компонента, .
Теплофизические свойства дымовых газов.
Таблица 7
Наименование | 0 0С | 100 0С | 200 0С | 300 0С | 400 0С |
Теплопроводность, | 0,0228 | 0,0313 | 0,0401 | 0,0484 | 0,057 |
Кинематическая вязкость, | 12,2 | 21,5 | 32,8 | 45,8 | 60,4 |
Удельная теплоемкость, | 1,01 | 1,05 | 1,09 | 1,1 | 1,108 |
Плотность дымовых газов при средней температуре определяется по формуле:
.
Средняя скорость дымовых газов составляет:
м/с,
где
Критерий Рейнольдса определяется по уравнению:
.
Критерий Нуссельта определяется следующим образом:
.
Коэффициент теплоотдачи со стороны дымовых газов составляет:
.
Для определения коэффициента теплоотдачи со стороны кипящей воды воспользуемся следующим выражением:
, где - поправочный коэффициент; Р – абсолютное давление в аппарате; q– удельное количество теплоты, переданное через 1 м2 площади, .
Тепло проводимость очищенной воды находим по формуле:
Расчетный коэффициент теплопередачи:
, где , .
Делается вывод: так как Кр>Кф – выбранный аппарат обеспечит нагрев и испарение.
6. Тепловой баланс воздухоподогревателя.
Исходные данные.
6.1. Теплоноситель: продукты сгорания (ОГ)
Расход топлива: В=0,33 кг/с.
Температура: входа ,
выхода .
КПД: .
2.Хладоагент: атмосферный воздух.
Расход: .
Температура: входа ,
выхода
Удельная теплоемкость: .
Уравнение теплового баланса с учетом КПД:
,
,
.
7. Тепловой баланс скруббера (КТАНа) .
Исходные данные.
1.Теплоноситель: дымовые газы после воздухоподогревателя.
Расход топлива: В=0,33 кг/с.
Температура: входа ,
выхода .
2.Хладоагент: вода.
I поток (поступает в КУ):
II поток (техническая вода): , , .
Тепловой баланс имеет вид:
,
,
.
8. Расчет энергетического КПД тепло-утилизационной установки
Энергетический КПД установки рассчитывается по формуле:
,
где Qпол – полезная тепловая нагрузка технологической печи,
– полезная теплота котла-утилизатора,
– полезная теплота водоподогревателя,
– полезная теплота КТАНа.
Таким образом,
или 92%.
Очевидно, что наибольший вклад в КПД тепло-утилизационной установки обусловлен работой технологической печи.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 214.