Расчет теплообмена в поверхностях нагрева

РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА В ПОВЕРХНОСТЯХ НАГРЕВА [c.76]

Расчеты конвективного и лучистого теплообмена в поверхностях нагрева, расположенных после топочной камеры, базируются на уравнениях тепловосприятия по тепловому балансу и теплопередачи. [c.445]

Теория Подобия указывает, что зависимости для расчета теплообмена в жидких металлах имеют вид Пн = / (Ре). Функция / определяется не только формой канала, но и степенью чистоты металла. На границе стенки с жидким металлом может присутствовать слой, вызывающий дополнительное термическое, сопротивление теплоотдаче (/ д). Причинами этого термического сопротивления могут быть а) окисные или интерметаллические пленки на теплоотдающей поверхности, которые могут либо исчезать, либо образовываться во время работы б) осаждение примесей из потока металла при охлаждении последнего и образование неподвижного слоя примесей (в этом случае 7 не зависит от скорости, и предсказать его величину не представляется возможным) в) образование подвижного слоя примесей или осаждение примесей в случае нагрева металла. [c.90]

ОБЩАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕНА В РЕБРИСТЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ НАГРЕВА [c.85]

Расчет теплообмена в топочной камере учитывает количество тепла, используемое фестоном— поверхностью, непосредственно примыкающей к топке. Следовательно, размеры фестона, образуемого из труб заднего экрана, после расчета топки уже известны. Фестон является, таким образом, поверхностью нагрева, для которой выполняют поверочный расчет, и по известной поверхности фестона Нф определяют количество тепла, воспринимаемое фестоном (Эф и температуру продуктов сгорания за фестоном 0 "ф. Для принятой схемы парогенератора (рис. 14-5) эта температура является температурой продуктов сгорания перед пароперегревателем i9 nn- [c.165]

Расчет теплообмена в конвективных поверхностях нагрева [c.129]

В настоящее время существуют две методики расчета конвективного теплообмена загрязненных поверхностей нагрева — путем применения коэффициента загрязнений и коэффициента использования поверхности нагрева. [c.226]

РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕНА В ЗАКРИЗИСНОЙ ОБЛАСТИ И ПРИ ПОВТОРНОМ СМАЧИВАНИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА [c.197]

Эти фундаментальные законы в совокупности с уравнением переноса энергии излучения, уравнением энергии и системой радиационных, характеристик топочной среды и тепловоспринимающих поверхностей нагрева являются теоретическими основами методов расчета теплообмена в топках паровых котлов. [c.5]

Для совершенствования методов расчета теплообмена в топках, а также анализа условий горения и теплообмена в первую очередь необходимо располагать данными о характеристиках теплового излучения, связанных с особенностями сжигания топлива в топочных камерах различных конструкций. Учитывая селективные радиационные свойства пламени и загрязненных экранных поверхностей нагрева, в первую очередь необходимо иметь данные о спектральных радиационных характеристиках топки в реальных условиях работы агрегатов. Особенно необходимы эти данные для разработок и использования зональных методов расчета теплообмена в топках. [c.140]

Такое изменение величин Тф, Тзл и Т л в зависимости от того, учитываем или не учитываем селективность пламени и поверхностей нагрева при расчетах теплообмена в топке, хорошо согласуется с соответствующим изменением значений плотности потоков падающего Qmn и результирующего рез излучения. [c.228]

В то же время метод расчета теплообмена в топке с учетом реальных селективных свойств пламени и тепловоспринимающих поверхностей нагрева приводит к более высоким значениям которые согласуются с непосредственными опытными данными. [c.230]

Нагрев и охлаждение в жидких средах можно рассчитывать с помощью модели процесса, соответствующей постоянной температуре печи, в данном случае — среды. Основная сложность расчета теплообмена в жидких средах заключается в определении коэффициента теплоотдачи, существенно зависящего от многих факторов температуры поверхности загрузки, физических свойств средь вблизи загрузки и в объеме ванны и др., причем в различной степени в ходе процесса. Данные по коэффициентам теплоотдачи при нагреве в жидких средах приведены, в частности, в работе [4]. [c.86]

Если полученная температура уходящих газов отличается от принятой в начале расчета не более чем иа 10 ЧС, л температура горячего РОЭ дух а — ее более чем на 40 °С, расчет теплообмена в котле считается законченным и найденные температуры окончательными,, так как следующее приближение может уточнить их только на 3 — 3 °С. (При ошибке в оценке температуры подогретого воздуха до 40 °С температура на выходе из топки. изменится не более чем яа 10 °С, что практически яе скажется на точности (расчета последующих поверхностей нагрева.) [c.54]

Позонный расчет теплообмена в топке. Локальные тепловые нагрузки поверхностей нагрева, расположенных по высоте топки, определяются позонным тепловым расчетом. При этом топка по высоте разбивается условно на несколько зон и температура газов определяется на выходе из каждой из них. Предварительно рассчитывается топочная [c.195]

Как отмечалось в 4, подобные решения получены для поверхности и центра плиты и цилиндра и представлены в виде графиков на фиг. 37 и 38. Из этих графиков видно, что для определения продолжительности нагрева, входящей в критерий Фурье, необходимо найти значения Bi и б. Определение относительной температуры не представляет затруднений, так как известны начальная и конечная температуры металлу, а также температура печи (заданы). Величина критерия Био может быть найдена только после проведения расчета теплообмена в рабочем пространстве печи, позволяющего определить значение коэффициента теплоотдачи. [c.124]

Во многих теплообменных системах, например в теплообменниках, жидкость, текущая в трубе, охлаждается или нагревается за счет среды (другой жидкости), омывающей трубу снаружи. Расчет теплообмена в таких системах, строго говоря, следовало бы проводить на основе решения сопряженной задачи, т. е. совместного рассмотрения полей температуры в потоке жидкости, текущей в трубе, в стенке трубы и в потоке, омывающем трубу снаружи. Однако решение сопряженных задач связано со значительными трудностями. Чтобы устранить или уменьшить их, но одновременно не слишком отойти от действительных условий, вводят некоторые допущения. Первое из них заключается в Предположении, что поле температуры в стенке одномерно, т. е. перенос тепла осуществляется лишь в направлении нормали к ее поверхности, а теплопроводность вдоль стенки пренебрежимо мала. Естественно, это предположение тем более верно, чем меньше аксиальные градиенты температуры в стенке по сравнению с радиальными. Второе допущение состоит в отказе от детального рассмотрения процесса теплообмена в потоке, омывающем трубу снаружи, и задании вместо этого на наружной поверхности трубы граничных условий третьего рода. Последнее означает, что местная плотность теплового потока на стенке принимается пропорциональной разности температур наружной по-14—2780 209- [c.209]

В методах расчета, разработанных в последнее время, температура и поглощательная способность тепловоспринимающих поверхностей в большинстве случаев учитывается в явном виде. Все известные в настоящее время суммарные методы расчета теплообмена в топочных камерах содержат уравнение, связывающее эффективную температуру с другими величинами. Большинство авторов методов, пригодных для практических целей, такое уравнение строит на основе опытных данных, полученных при испытаниях топок паровых котлов. Наиболее совершенные из предложенных в настоящее время суммарных методов расчета позволяют учитывать селективность эмиссионных свойств топочной среды и поверхностей нагрева топочных камер. Таким образом, можно заключить, что в разработке суммарных методов расчета теплообмена в топках имеются определенные достижения. Предложенные методы позволяют осуществлять с удовлетворительной точностью как конструктивные, так и поверочные расчеты топочных камер, подобных существующим. Отмечая достигнутые успехи, необходимо иметь в виду, что известные в настоящее время методы расчета в целом еще далеки от совершенства. В них по существу не учитываются в явном виде горение топлива, а также гидродинамические и температурные особенности топочных процессов, что приводит в ряде случаев к значительному расхождению результатов расчета с опытными данными и не позволяет производить более широкое обобщение экспериментального материала. [c.72]

Расчет теплообмена в поверхностях нагрева с лепестковым и мембранно-лепестковым оребрени-ем приведен в [31]. [c.82]

Особенвости теплообыена в юшсе котла. Особой сложностью отличаются расчеты теплообмена радиационных поверхностей нагрева, расположенных в топочной камере. Методика расчета теплообмена в топках паровых и водогрейных котлов при слоевом и факельном сжигании топлива основывается на приложении теории подобия к топочным процессам. В задачу расчета входит определение оптимального соотношения между площадью поверхностей нагрева, расположенных в топочной камере котла, и температурой выходящих из нее продуктов сгорания топлива. [c.49]

Зависимость между количеством лучистого тепла, излучаемым факелом, и количеством тепла, воспринимаемым поверхностями нагрева, весьма сложна. Советскими учеными создана методика расчета теплообмена в тапке, основанная на /совместном нопользовании аиалитического и эмпирического исследований, а также на применении теории подобий для анализа топочных процессов. Эта методика позволяет достаточно уверенно проектировать котлоагрегаты на все виды топлива, применяющегося в энергетике. Однако ввиду сложности данного процесса, а также в связи с появлением во вновь создаваемых котлоагрегатах ряда новых решений (увеличение единичной мощности, рост тепловых напряжений топочной камеры, применение рециркуляции газов и т. д.) перед конструктором, исследователем и наладчиком всегда встает вопрос о точном определении количества тепла, воспринимаемого тем или иным участком котельной поверхности нагрева. При этом интерес представляют как среднее тепловооприятие экранов, так и локальная плотность теплового потока. [c.111]

В ТОМ случае, когда изменение С при нагреве усиливается процессами образования на поверхностях металлов окисных иленок, для повышения точности расчетов целесообразно расчет теплообмена в области резкого изменения степепп черноты производить отдельно. [c.13]

Для расчета теплоотдачи в пучках плавниковых и ребристых труб применяются приведенные коэффициенты теплоотдачи, учитывающие совместный эффект конвективного теплообмена всей поверхности нагрева с потоком и передачи тепла теплопроводностью через металл ребер. Приведенные коэффициенты теплоотдачи относятся к полной поверхности нагргва оргбр нных труб. [c.131]

Па практике расчет теплообмена в топке обычно сводится к определению температуры газов, покидающих топочную камеру или к. определению лучевоснринимающей поверхности нагрева Если задана величина лучевоспринимающей поверхности нагрева то абсолютная температура газов, покидающих топочную камеру, рассчитывается по формуле [c.246]

Теоретической предпосылкой для теплового моделированин является наличие соответствующего математического описания исследуемого явления в виде системы уравнений и условий однозначности, Согласно третьей теореме подобия М. В. Кирпичева, явление в модели будет подобно исходному явлению, если оба они подчиняются одинаковым по физическому содержанию и форме дифференциальным уравнениям и одинаковым яо физическому содержанию и форме записи уравиениям, определяющим условия однозначности. Применительно к процессам конвективного теплообмена это означает, что рассматриваемые явления протекают в геометрически подобных системах, имеют подобное распределеняе скорости и температуры во входных сечениях геометрических системах, подобное распределение полей физических параметров в потоке жидкости. Кроме того, одноименные, определяющие критерии подобия для явления-модель и явления-образец должны быть численно одинаковыми. Перечисленные условия подобия являются необходимыми и достаточными. Практически точно удается осуществить не все перечисленные требования при моделировании явлений. Геометрическое подобие модели и образца и подобное распределение скоростей во входном сечении может быть выполнено относительно просто. Подобное распределение температуры в жидкости при входе в модель выполняется также достаточно легко, если задается постоянное распределение температуры м скорости при входе в модель. Наоборот, осуществление подобного распределения температуры в жидкости у поверхности нагрева в модели и образце является весьма трудной задачей, хотя и возможно путем применения различных способов обогрева поверхности. Для расчета средств обогрева поверхности нагрева необходимо выбрать перепад между температурами поверхности нагрева и омывающей ее жидкостью в модели. При развитом турбулентном движении указанный температурный перепад непосредственно в критерий подобия не входит. Поэтому опыты можно производить и при таком значении температурного напора, которое обеспечивает необходимую точность его измерения. [c.311]

Система радиационных характеристик. При расчетах теплообмена в топках в качестве исходных данных используются данные о радиационных свойствах топочной среды (пламени) и загрязненных теплоБоспринимающих поверхностей нагрева. [c.16]

При расчетах теплообмена в топках широко используется коэффициент тепловой эффективности экранов (КТЭ) гр, естественно связанный с рассмотренными выше тепловым сопротивлением загрязнений / зл и их степенью черноты вал. Так, в методе ЦКТИ [56 ] с помощью численных значений КТЭ условно задаются граничные условия теплообмена на загрязненных тепловоспринимающих поверхностях нагрева, определяющие их относительное тепловоспри-ятие. Имеющиеся опытные данные показывают сравнительно низкие значения КТЭ, особенно при сжигании угольной пыли и сланцев. В расчетах теплообмена в топках обычно используется так называемый коэффициент загрязнений = ijVx, учитывающий снижение тепловосприятия экрана вследствие загрязнения, где ж — угловой коэффициент экрана. По данным [56 ] для угольной пыли t = 0,35. . . 0,55, для мазута = 0,55 и для газа = 0,65. Особенно низкое значение = 0,25 рекомендуется для сланцев северо-западных месторождений. Величина t заметно снижается для ошипованных экранов, покрытых огнеупорной массой (С = 0,2) или закрытых шамотным кирпичом (С = 0,1). В высоконапряженных топочных камерах тепловая эффективность экранов увеличивается примерно на 15—20 %. [c.181]

Назначением расчета теплообмена в топке является определение температуры продуктов сгорания на выходе из топки при заданных ее конструкции и условиях работы или определение площадей тепловос-прннимающих поверхностей нагрева, при которых обеспечивается заданная температура в конце топки. [c.186]

Расчет теплообмена в воздухоподогревателях выполняют с учетом коэффициента использования учитывающего суммарное влияние загрязнения е, неполноту омывания поверхности нагрева воздухом и продуктами сгорания, а также переток воздуха в трубных решетках. Ввиду низкой температуры продуктов сгорания и очень малого газового объема межтрубным излучением пренебрегают. С учетом изложенного коэффициент теплопере,п а- [c.237]

При расчетах теплообмена в жидких средах необходимо иметь в виду, что вследствие изменения физических свойств жидкой среды вблизи поверхности загрузки процессы нагрева и охлаждения в одной и той же среде протекают существенно различно. Приведенные выше соображения по определению коэффициентов теплоотдачи в жидких средах относятся только к процессам нагрева загрузкн. [c.196]

При расчете теплообмена в трубпых пучках эквивалентный диаметр аналогичного газохода определяют не по формуле (384), а по формуле (271), что объясняется тем, что в тепловом расчете учитывается не весь омываемый периметр, а только периметр поверхности нагрева. [c.339]

Как известно, около 80% электрической энергии в настоящее время вырабатывается на тепловых электрических станциях. Одним из главных элементов таких станций являются котлоагрегаты-нарогенераторы, где рабочее тело — пар образуется из воды за счет тепла топлива, выделяющегося при его сжигании в камерах сгорания (топках). Таким образом, топочная камера, представляющая собой теплообменник особого типа,— важный и ответственный элемент котлоагрегата, в значительной мере определяющий экономичность его работы и всей станции в целом. Поэтому понятен тот большой интерес, проявляемый как у нас, так и за рубеллом к проблеме расчета теплообмена в топочных камерах паровых котлов. Теплопередача в топке — сложный процесс теплообмена горящей движущейся излучающей среды с поверхностями нагрева, при котором перенос тепла осуществляется одновременно излучением, конвекцией и теплопроводностью. [c.65]

В большинстве методов, предназначенных для расчета теплообмена в топках мощных паровых котлов, заложено предположение о том, что конвективная составляющая Qк общего теплового потока Q, воспринимаемого поверхностями нагрева, мала по сравнению с лучистой составляющей пото- [c.66]

Наряду с изучением радиационных характеристик топочных сред исследовались излучательные и поглощательные способности конструкционных и теплоизоляционных материалов, используемых в котельной и печной технике [27, ИЗ—116, 37, 119], а также шлаков [113,117,118] и золовых отложений [42, 48—50, 119], образующихся в топочных камерах. Результаты работ этого направления показывают, что поглощательная способность теплоизоляционных материалов, золовых отложений и шлаков при температурах 600—1300° С характеризуется более низкими численными значениями, чем это считалось во многих методах расчета теплообмена в топочных камерах. Указанный диапазон изменения температур соответствует средним значениям температур различных зон поверхностей нагрева топок паровых котлов. Следует иметь также в виду, что поглощательная способность указанных материалов, представляющих собой набор различных окислов, существенно уменьшается с увеличением температуры [53]. В подавляющем большинстве вышеупомянутых работ определялись интегральные поглощательные или излучательные способности различных тоночнь[х сред и материалов. [c.75]

На фиг. 8 представлены кривые, являющиеся графическим изображением основных расчетных уравнений ряда методов, которые практически могут быть использованы для расчета теплообмена в топочных камерах паровых котлов. Все приведенные на графике кривые построены в нредноложепии, что температура поверхностей нагрева равна нулю. Кривая 1 соответствует уравнению (II) предлагаемого метода расчета, при этом принималось Л = 1,0, с = 10,4. Кривая 2 является графическим изображением основного расчетного уравнения метода [1], имеющего вид [c.95]

Последние две кривые представляют собой одномерные решения задачи охлаждения излучаюш его газа движущегося в канале. Фиг. 8 позволяет проанализировать характер кривых изменения величины От в достаточно широком диапазоне изменения отношения Во/ат и сопоставить их меноду собой. Из графика фиг. 8 следует, что в диапазоне изменения Во/ат = = 0,6 2,0 и нри холодных чистых поверхностях нагрева все сравниваемые уравнения, за исключением (13), дают практически одинаковые результаты. Из него видно также, что методы [9] и [1] в случае использования X при значениях Во/ат 6,0 потребуют соответствующей корректировки коэффициентов, так как кривые 2 ж 3 при указанных значениях Во/ат лежат ниже кривой 4, которая по физическому смыслу является предельной кривой по интенсивности теплообмена. График фиг. 8 позволяет также заключить, что расчет по уравнению (29) уже при Во/ат > 2,0 дает завышенные значения 0т. По-видимому, это является следствием не совсем обоснованного исключения из расчета значительной части поверхности пагрева. Наконец, из этого графика видно, что уравнение (И) и (13) при Во/ат 6,0 дают совпадающие результаты. Это, с одной стороны, позволяет считать, что предла гаемый метод может быть использован для расчета теплообмена в топках при любых значениях величины Во/от, а с другой, дает основание полагать, что одномерное решение применимо для практических расчетов слабо охлаждаемых топочных камер. Аналогичные результаты получаются для случая, когда тепловоспринимающие поверхности загрязнены и их температура 0з =/= 0. [c.96]

Не менее сложным остается вопрос о правильной оценке т е м-пературы дисперсного потока в качестве расчетной для лучистого теплообмена. В [Л. 130] для псевдоожиженного слоя предлагается выбирать температуру ядра, предполагая небольшим поперечный (по каналу) градиент температур частиц. В Л. 66] применяется среднеарифметическое значение входной и выходной температур, а в [Л. 201] приближенно решается обратная задача — расчет температуры нагрева дисперсного потока при конвективно-лучистом теплообмене. В этом случае на основе теплового баланса при предположении, что газ лучепрозрачен, режим стационарен, расчетная поверхность излучения Рст. [c.271]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...