Значения коэффициентов А и Б

Вид топлива	А	Б
Газ	3,60	0,80
Древесина	3,79	0,90
Каменный уголь	3,63	0,20
Антрацит	3,66	0,10
Бурый уголь	3,85	0,20
Торф	3,95	1,00

Потери теплоты от химического недожога топлива (Q ) возникают при недостаточном количестве воздуха в камере сгорания, а также при неправильной организации его подачи. При этом окисление углеводородов, входящих в состав топлива, идет не до конца, т. е. конечными продуктами реакции являются окись углерода и вода (водяной пар). Эти потери теплоты численно равны произведению объема оксида углерода в продуктах сгорания на теплоту ее сгорания и определяются по формуле

Q = V_CO ּ Q _CO ּ B ּ τ, (6.24)

где Q – потери теплоты от химического недожога, кДж;

V_СО – объем оксида углерода, получающегося при сгорании единицы количества топлива, м³/м³ или м³/кг;

Q _CO – низшая рабочая теплота сгорания оксида углерода, равная 12,8 ּ 10³ кДж/м³.

В камерах сгорания и топках при нормальной их работе химический недожог сводится практически к нулю, а в дымовых газах содержится лишь небольшое количество окиси углерода.

Для газообразного и жидкого топлива Q обычно принимается равным нулю. В практических расчетах твердотопливных аппаратов, когда содержание СО в дымовых газах не известно, для тепловых аппаратов предприятий общественного питания можно принять Q = 0,04 ּ Q .

Потери теплоты от механического недожога топлива (Q ) характерны лишь для твердого топлива. Причиной этих потерь является «унос» частиц несгоревшего топлива уходящими продуктами сгорания или «провал» этих частиц сквозь колосники, удаление из топки горячих очаговых остатков.

Для определения величины потерь теплоты с очаговыми остатками можно воспользоваться формулой

Q = z ּ m_з ּ Q , (6.25)

где Q – потери теплоты от механического недожога, кДж;

z – доля горючих элементов в очаговых остатках;

m_з – количество очаговых остатков (зола, шлак), кг;

Q – низшая теплота сгорания горючих элементов в очаговых остатках, кДж/кг (обычно принимают Q = 32,7ּ10³ кДж/кг).

Приближенно можно принимать величину потерь теплоты от механического недожога топлива равной 0,02...0,06 Q .

Потери теплоты в окружающую среду наружными ограждениями аппарата (Q ) возникают из-за теплообмена между наружными стенками аппарата и окружающей средой. Эти потери определяются по формуле

Q = 10 , (6.26)

где Q – потери теплоты в окружающую среду, кДж;

α _i – коэффициент теплоотдачи от i -ro элемента ограждения аппарате к окружающему воздуху, учитывающий как лучистую, так и конвективную составляющие теплового потока, Вт/(м²ּК);

F _i – площадь поверхности i -ro элемента ограждения, м²;

t _i – средняя температура i -ro элемента ограждений, ºC;

t_в – температура окружающего воздуха, ºС;

τ – время работы аппарата, с.

В процессе разогрева аппарата температура наружной поверхности элемента ограждения (стенки) изменяется от t до t , поэтому при определении Q для периода разогрева за температуру стенки (t _i) в расчет принимается их среднее значение

t _i = . (6.27)

В стационарном режиме работы аппарата температура стенки не изменяется и равняется установившейся конечной температуре (t _i = t ).

Коэффициент теплоотдачи от наружных стенок аппарата в окружающую среду определяется по средней температуре и имеет различные значения для периода разогрева и стационарного периода работы аппарата.

В общем случае коэффициент теплоотдачи (α) определяют по критериальным уравнениям подобия для свободной конвекции в неограниченном пространстве, с помощью которых вычисляют конвективную составляющую коэффициента теплоотдачи α_к и по уравнению Стефана- Больцмана – лучистую составляющую α_л

α = α_к + α_л, (6.28)

где α_к, α_л – коэффициенты теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, Вт/(м²ּК).

При определении коэффициента теплоотдачи конвекцией прежде всего необходимо выяснить характер теплообмена: происходит ли он при вынужденном или свободном движении воздуха относительно теплоотдающей поверхности.

Отдача теплоты стенками аппарата в окружающую среду, как правило, проходит при свободном движении воздуха (естественной конвекции), поэтому определяющими являются критерии Грасгофа (Gr) и Прандтля (Pr).

Gr = β ; (6.29)

Pr = , (6.30)

где β – коэффициент объемного расширения (для воздуха β = ), К ;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

l – определяющий размер, м;

t – температурный напор между стенкой и воздухом, К;

ν – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с;

μ – коэффициент динамической вязкости воздуха, омывающего поверхность теплоотдачи (μ = ν ּ ρ), Па ּ с;

с_р – изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кг ּ К);

λ – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м ּ К);

ρ – плотность, кг/м³.

Физические константы воздуха, входящие во все критерии подобия, берутся из табл. 6.4 при средней расчетной температуре t_р пограничного слоя воздуха у теплоотдающей поверхности:

t_р = , (6.31)

где t_ст, t_в – соответственно температура стенки и воздуха, ºС.

Таблица 6.4

Дата добавления: 2015-06-30