9.2. Расчет воздухоподогревателя.

По чертежам парового котла составляем эскиз воздухоподогревателя в двух проекциях, на котором указываем все конструктивные размеры.

Таблица 13. Конструктивные размеры и характеристики воздухоподогревателя.

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Наружный диаметр труб	d	м	0,042
Внутренний диаметр труб		м	0,039
Количество труб в ряду		шт	108
Количество рядов труб по ходу газов		шт	36
Шаг труб: поперечный		м	0,06
Шаг труб: продольный		м	0,0444
Относительный шаг труб: поперечный		-	1,43
Относительный шаг труб: продольный		-	1,057
Расположение труб	-	-	Шахматное
Характер омывания труб газами	-	-	Продольное
Характер омывания труб воздухом	-	-	Поперечное
Число труб, включенное параллельно по газам		шт	3888
Площадь живого сечения для прохода газов		м^2	4,645
Ширина газохода	b	м	6,69
Высота одного хода по воздуху (заводская)		м	2,384
Площадь живого сечения для прохода воздуха		м^2	5,135
Поверхность нагрева воздухоподогревателя		м^2	3538

Трубчатые воздухоподогреватели, как правило, выполняются с вертикальным расположением труб в газоходе, внутри которых движутся газы, а воздух омывает шахматно-расположенный пучок труб снаружи. Омывание поперечное; взаимное движение сред характеризуется перекрестным током. Число ходов воздуха не менее двух.

Рис. 9. Эскиз воздухоподогревателя.

Расчетно определим число труб, включенных параллельно по газам:

Площадь живого сечения для прохода газов:

Площадь живого сечения для прохода воздуха (по заданной заводской конструкции):

Поверхность нагрева воздухоподогревателя:

где – средний диаметр трубы воздухоподогревателя.

Таблица 14. Исходные данные для теплового расчета воздухоподогревателя.

Наименование величин	Обозначение	Размерность	Величина
Температура газов до воздухоподогревателя		°С	313,16
Температура газов за воздухоподогревателем		°С	145
Температура воздуха до воздухоподогревателя		°С	30
Температура горячего воздуха после воздухоподогревателя		°С	255
Объемы газов при среднем избытке воздуха		м^3/кг	6,6432
Теоретический объем воздуха		м^3/кг	4,88
Отношение объема воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому		-	1
Отношение объема рециркулирующего воздуха к теоретически необходимому		-	0
Объемная доля водяных паров		-	0,0858
Тепловосприятие по балансу		ккал/кг	378,67

Находим скорости газов и воздуха:

Соотношение скоростей газов и воздуха в воздухоподогревателе должно быть равно что соблюдается в нашем расчете. Поэтому высоту пакетов воздухоподогревателя не изменяем.

Коэффициент теплопередачи для воздухоподогревателя в целом определяем по средним значениям необходимых величин:

где .

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для воздухоподогревателя определяем по формуле:

При продольном омывании трубной поверхности дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесенный к полной расчетной поверхности, определяем по номограмме: , также определяем добавочные коэффициенты.

Коэффициент теплоотдачи к рабочему телу:

При поперечном омывании шахматных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесенный к полной расчетной поверхности, определяют по номограмме: , также определяем добавочные коэффициенты.

Коэффициент теплопередачи:

Температурный напор:

Т.к. , то:

Поправочный коэффициент определяем по номограмме и по безразмерным параметрам:

По P и R и находим.

Находим температурный напор:

Определим расчетную поверхность:

Невязка:

Невязка менее десяти процентов, следовательно высоту хода не уточняем.

Рис. 10. Компоновка хвостовых поверхностей.