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.

H_тр = 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

Q_д = 176358,4(м³/ч)

и напору

Н_д = 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 ∙ d_д = 0,92 ∙ 1800 = 1656 мм;

b = 1,8 · d_д = 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:

ΔР_г/х =4,666+28,653+51,27+80,68+101,08 =286,4 (Па).

 

Потери давления по всему газовому тракту:

(Па).

Давление создаваемое дымососом:

H_д=1,1^.1,134^.1477=1842,4 Па=187,8 (мм вод. ст.)

 

Используя производительность дымососа Q_д=176358,4 (м³/ч) и напор H_д=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:

η_д=51 %

Затрачиваемая дымососом мощность N_Д,кВт:

N_д =

Кр=(1,293×Тух×0,103)/(ρо×Тхар×Рхар)

Кр=(1,293×(150+273)×0,103))/0,852×373×Рхар)=10

 

где Q_Д – производительность вентилятора, м³/ч; H_Д – напор развиваемый вентилятором, Па; η_Д – КПД вентилятора, %.

 

N_Д = (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