33. Конструктивный поверочный расчёт теплообменников.

Конструктивный и поверочный.

Целью конструктивного расчёта является разработка нового варианта теплообменного аппарата. Такой расчёт включает в себя: тепловой, гидравлический, металлический, теплико-экономический расчёты. В результате определяется: геометрические размеры и теплико-экономические характеристики теплообменника. Задачей теплового расчёта является определения поверхности теплообмена из уравнения теплового баланса.

Q = K·F·∆T F = Q/K·∆T

Средний температурный напор ∆Т.

Для перекрёстных и смешанных токов средний температурный напор найденный для случая противотока должен быть умножен на поправочный коэффициент выбираемый по справочным материалам. Противоток обычно даёт большее значение средних температурного напора по сравнению с любой другой схемой движения теплоносителей. Наименьшее значение даёт прямоточная схема, поскольку при равных условиях при противотоке, теплоты отдается больше чем при прямотоке, поэтому на практике рекомендуется применять противоточную схему теплоносителей.

Поверочный расчёт выполняется для выявления возможности использования типового теплообменного аппарата и ставит целью расчёт параметров теплоносителей при заданных тепловой нагрузке и поверхности теплообмена. Он основан на совместном решении уравнений теплопередачи и теплового баланса.

34. Теплопередача. Коэффициент передачи через плоскую стенку. Его физический смысл.

Теплопередача – в узком смысле снова понимается процесс передачи теплоты от более нагретой жидкости к менее нагретой через разделяющую их стенку. Теплопередача осуществляется следующими процессами теплопереносами: 1. теплоёмкостью от более нагретой жидкости к стенке, 2. теплоёмкостью в самой стенке, 3. теплоёмкостью от поверхности стенки к менее нагретой жидкости.

g = k·∆T

- полный тепловой поток за время τ.

Из приведённых соотношений могут быть найдены температуры поверхностной стенки.

Аналогичным образом могут быть получены формулы для коэффициента теплопередачи, теплового потока и температур нагретых слоёв многослойной плоско стенки.

35. Топливо. Способы задания топлива, состав топлива.

Топливо – вещества, позволяющие получить теплоту в достаточных количествах. Основным источником является органическое топливо, выделяющее теплоту при сгорании.

К горючим относятся – углерод, водород и сера.

К негорючим – кислород, азот, влага и минеральные вещества приводящие к образованию золы.

Влага и зола составляют внешний балласт топлива, а кислород и азот внутренний балласт. Наибольшей теплотой сгорания обладает водород – 120,5 МДж/т, но его в составе топлива немного (4 – 6 % в твёрдых, до 10 % в мазуте). Основным горючим элементом является углерод – 34,1 МДж/т. Сера является вредной примесью, т.к. выделяет при сгорании немного теплоты – 9,3 МДж/т.

Коэффициент горючей массы в рабочую

К(Г –>Р) = (100-(А^р+W^р))/100 , а при обратном пересчёте К(Р –>Г) = 100/(100-(А^р+W^р))/100

Коэффициент пересчёта сухой массы в рабочую К(С –>Р) = (100-W^p)/100

Где A,W – с индексом Р – зольность и влажность рабочей массы топлива.

Содержание элементов рабочей массы топлива по известной горючей рассчитывается по формулам: А^р = К(С –>Р)·А^с, Н^р = К(Г –>Р)·Н^г

Природный газ представляет собой металлическую смесь различных горючих и негорючих газов: метана (86-95%), тяжёлых углеводородов (4-9%), азота(1-5%).

С_р = К(Г –>Р)·С_Т

Пересчёт натурального расхода топлива в условное

.

Состав топлива как горючего материала определяется составом его горючей массы. Так как химический состав топлива сложен и неизвестен горючую массу топлива характеризуют массовым содержанием, образующих её элементов в % - х. с увеличением возраста топлива содержание углерода увеличивается, а содержание водорода уменьшается. Кислород содержится в виде сложных органических соединений, чем больше кислорода в топливе, тем меньше водорода и углерода. С увеличением возраста топлива содержание кислорода в топливе уменьшается. При не полном сгорании углерода образуется окись углерода. При сгорании серы образуется 2 вида алгедридов: органическая сера и колчеданная сера.

Содержание азота в топливе примерно 1 – 2 %. Топливо в топке сжигается в виде рабочей массы. Углерод при полном сгорании выделяет 33,65 МДж/т. Содержание углерода: дрова, торф 50-58%, бурые и каменные угли 65-80%, мазут 84-87%, сланцы 61-73%. Водород при полном сгорании выделяет 141 МДж/т. В топливе водород находится в связанном виде, составляет внутреннюю влагу топлива – это понижает его тепловую ценность. Содержание водорода: мазут 10,5-11,5%, сланцы 7,5-9,5%, дрова и торф 6,2-6,5%, каменный уголь 4-8%.

Зола является балластом, значительно влияет на качество процессов горения в топках и газоходах. Содержание золы: бурые и каменные угли 4-25%, торф 5-7%, дрова 0,6%, мазут 0,3%.