ПРИКЛАДИ ПРАКТИЧНИХ РОЗРАХУНКІВ ОБМУРУВАНЬ
Приклад D-6. Розрахувати обмуровку камери топки зі складним екраном, що складається з кип'ятільних і пароперегрівачих труб. Геометричні характеристики екрана показано на рис. 9-27; температура стінок окропу fK=360°C; температура стінок труб пароперегрівача /Пл = 500 ° С; температура смолоскипа в топці /ф = 1430 ° С; ступінь чорноти смолоскипа (паливо АШ) з =0,45; ступінь чорноти обмуровки та труб Ег = е3 = 0,8; абсолютні температури: Т, = 1430 + 273 = 1703К: 7'2, = 360 +273 = 633К; Р»-500+273- =773 До.
Мал. 9-26. Коефіцієнт теплопровідності сталей залежно від температури.
Рішення. Кутовий коефіцієнт для складного екрану визначаємо за формулою (9-4) графо-анвлітичним методом, викресливши ек ран в натуральну величину. Кутовий коефіцієнт між факелом та трубою пароперегрівача (рис. 9-27, а)
Кутовий коефіцієнт між факелом та кип'ятильною трубою (рис. 9-27, б) '
Сумарний кутовий коефіцієнт
?ш = 2 (?12„ + = 2 (0,224 + 0,234) =0,916.
Кутовий коефіцієнт між обмуровкою та трубою пароперегрівача (рнс. 9-27, в)
32„ - 2ФІ2„ = 2-0,207 = 0.414.
Кутовий коефіцієнт між обмурівкою та кип'ятильною трубою (рис. 9-27, г)
4/"(1 - 0.89)-0,45-1703 * + 0,89-0,8-773 * _/ (І -0,89)-0,454-0,89-0,8
Нлн h іакс = 960-273 = 687 ° С.
Різниця між максимальною та середньою температурами на поверхні обмуровки становить:
687 - 627 = 60 ° С. Далі підбираємо конструкцію огородження камери топки для заданих умови «627°С і температура навколишнього повітря £В=25°С). Зовнішня температура обмуровки має перевищувати 55СС; тепловий потік 300 ккал/(ч-м8) н *„55°С.
Визначимо, наскільки збільшуються втрати теплоти стінкою через перев'язування діатомової кладки із шамотним футеруванням.
Термічний опір стінки без перев'язки з шамотним футеруванням
Температура на зовнішній поверхні стіни
TH = ta + qR * = 30 + 281 -0,1 «58 °C. Збільшення втрат теплоти
РНР. 9-29. Обмуровка безприсосної конвективної шахти.
Q - q' 343 - 281 q'
Приклад 9-8. Здійснити розрахунок обмурівки для безприсосної конвективної шахти, що складається зі сталевої обшивки з ребрами, яка ізольована мнералаватними плитами загальною товщиною 100 мм і по металевій сітці покрита азбоцементною штукатуркою товщиною 6=15 мм. Температура на поверхні сталевої обшивки /і=350°С; температура навколишнього повітря tb - = 25 ° С; крок між ребрами по вертикалі / = 500 мм; товщина ребра sp = 5 мм; висота 6 = 50 мм.
Рішення. Виділимо ділянку стіни площею 0,5x1,0 ма, на якій знаходиться одне ребро (рис. 9-29), і розділимо його на три зони. Попередньо знаходимо половину ширини зони II з урахуванням того, що для заданого випадку шар d=0 (див. рис. 9-18) і "к-0:
Відповідні площі зон дорівнюють:
Fi = spH = 0,005-1 = 0,005 м8; Fa = 2аН = 2-0,032-1 = 0,064 м2; F3 = (/ - Sji - 2а) І = (0,5 - 0,005 - 0,064) -1 = 0,431 м2; 2F = Ft + F2 + Fs = 0,5 і2.
Коефіцієнти теплопровідності: для мінераловатних плит прн fcp=200°C
Для азбоцементної штукатурки прн/сР=50°С
= 0,35 ккал/(м-год-°С). Коефіцієнт тепловіддачі від стіни до повітря ав= =«10 ккал/(ч-м2-С).
Термічні опори: для зони /
З 6,1 0,05 0,015 1 .
1 U Ь 0,1 0,35 10
Ь + С 6 1 0,1 , 0,015 1
L2 ^ Ъ 0,1 ^ 0,35 ^10
Для зони II за формулою (9-32)
Отрута_________ 1 _
/?і = Г апк3 , l + ctB _
= I 0,032-0.35 л_____________ 1
+ - = - -0,1 яО,865. Т 10 1,92'
Потерн теплоти по зонах:
350-25 -0,005 = 2,5 ккал/год; Vl й, 0,643
25 -0,064 = 24 ккал/год;
QS = F„ = .0,431 = 122 ккал/год.
Втрата теплоти через всю ділянку (ZF=0,5 м2)
Q = Qi + Qz + Qb = 2,5 + 24-f 122 = 148,5 ккал/год.
Потерн теплоти, віднесені до I м2 поверхні обмуровки,
Q = 2Q = 2-148,5 = 297 ккал/(ч-мг).
Середня температура зовнішньої поверхні
Tn = (+ RsЯ = 25 + 0,1 -297 «Б5°С.
Визначимо втрати теплоти, які мали б стінки з тією самою ізоляцією, але без металевих ребер. Термічний опір стінки
Я' = ЙШ = Т" + Т" + Г "== 1,143.
Зовнішня температура стінки
'п^в + Яц?' = 25 + 0,1-283 = 53 °С.
Збільшення втрат теплоти через стінку з металевими ребрами
297 - 283 4 = -283 - "100
Визначимо збільшення теплових втрат через огородження (рис. 9-29) за допомогою графічних залежностей, побудованих за результатами розрахунків на цифрових ЕОМ.
Геометричні та теплофізичні характеристики огородження приймаємо колишніми. Число Бно для плоскої стінки за формулою (9-40) складе:
L До Я-2 J І0.1 0,35 J
Максимальна температура зовнішньої поверхні складового огородження за формулою (9-37) дорівнює:
Макс = Сан - / в) Омані + * » = (350 - 25) -0,125 + 25 = 6б ° С, де 6макс = 0,125 (з рис. 9-22, с) при Л / Я = 0,5; 6 = 0,0025 м.
Середенітегральна температура зовнішньої поверхні складової огорожі
'ср = Рвн - 'в) еср + /в = (350 - 25) -0,095 + 25 = 56 ° С, де 0ср = 0,095 (з рис. 9-22, а) прн h / H = 0,5; 6 = 0,0025 м.
Потерн теплоти через складову огорожу
Q' = а (/пор - /в) = 10 (56 - 25) = 310 ккал / (ч-м2).
Збільшення тепловтрат через огорожу за рахунок металевих ребер складе:
РНР. 9-30. Щитове обмуровування.
Максимальна зовнішня температура поверхні складової огорожі
'макс = См -'») ЄШКС + /в = (600 - 25) -0,165 + 25 = 120 ° С,
Де е„„т=0,165 (див. рис. 9-24,6) прн 7i/W=l,0, Bi= 18,5.
Середньоінтегральна температура зовнішньої поверхні складової огорожі
'ср = Ubr - tв) бер + (в = (600 - 25) -0,075 + 25 = 68,0 Х, де бср-0,075 (див. рис. 9-24,6) прн Л/Я = 1,0, Ві = = 18,5.
Введемо поправку для середньоінтегральної температури tcр з урахуванням ширини і кроку включень, так як номограма побудована для ширини включення 60 мм і кроку 1000 мм.
Середінтегральна температура з урахуванням поправки за формулою (9-39) складе:
Приклад 9-10. Здійснити розрахунок іатрубної обмурорки топки, що має металеве покриття по трубах та ізоляцію мінераловатими плитами товщиною 6]=2-50= 100 мм. Поверх мінераловатних плит є захисна магнезіальна обмазка (62=15 мм). Труби екрану діаметром 60 мм з кроком s=64 мм ошиповані н покриті пластичною хромітовою масою. Тиск у котлі р
= 140 кгс/см2; /Ср = 335°С. Ізоляція кріпиться до труб за допомогою металевих штирів діаметром 12 мм, розташованих рівномірно з тим 512X500 мм, по п=4 шт. на I м2 поверхні (рис. 9-19); температура навколишнього повітря/В=25СС. При розрахунку обмуровки температуру на внутрішній поверхні прийняти — tcp= =335°С.
Рішення. Для розрахунку виділяємо ділянку F = 1 м2, на якій розташовано = 4 штирі. Нехтуючи площею перерізу штирів Ft
0, ділимо ділянку на дві зони:
/ 26 а 4,4-0,10 а л „F2 = nabi = пл f-1 = = 0,051 ма
F3 = F-Ft = 1-0,051 = 0,949 м2,
Де а - радіус зони штиря (див. рис. 9-20), рівний 26 2-100
Коефіцієнти теплопровідності приймаємо рівними: для міні - раловатних плит Хі-0,1 ккал/(м-ч-°С),для ущільнювальної магнезіальної обмазки по сітці Х2-0,3 ккал/(м-ч-°С).
Коефіцієнт тепловіддачі до повітря аі=10 ккал/(ч-м2'°С). Нехтуючи тепловим опором металевого листа (6 = 2-^-3 мм), визначаємо термічні опори: для зони зі штирями за формулою (9-34)
Так 1 0,064й 0.015 1
3,2Я16 + /? ШТ + аа "3,2-0,1.0,1 + 0,3 + 10
°'2В; для зони, вільної від штирів,
6.6. 1 0,1, 0,015,1
Втрати теплоти по зонах становитимуть:
Qb = F, - -0,051 = 56 ккал/год;
Втрати теплоти з I м2 площі обмурівки
= Q, + Qs = 56 + 256 = 312 ккал / (ч м!).
Середня температура зовнішньої поверхні
Мал. 9-31. Наприклад 9-11.
In- = 0,141 -2 ^ = 0,141 -2-л 009 = 0,0795; D,
In Ds = 0,0795 4- In 1,35 = 0,0795 + 0,3 = 0,38; Ds = e ° 38 = 1462 мм.
З урахуванням товщини оболонки та зовнішнього оздоблювального штукатурного покриву зовнішній діаметр газопроводу складе D„ap= = 1500 мм; це значення було прийнято попередньо.
ОГРОЖДЖЕННЯ ПАРОВИХ КОТЛІВ
ОСНОВИ МЕХАНІЧНОГО РОЗРАХУНКУ ОБМУРУВАНЬ
Повний механічний розрахунок огорож сучасних енергетичних котлів пов'язаний з розрахунками каркаса, що несе, для накаркасних обмурівок і трубної системи під тиском для іатрубних обмуровок. Окремо розраховується каркас з урахуванням впливів на …
ПРОМИСЛОВІ ВИПРОБУВАННЯ ІЗОЛЯЦІЇ ГАЗОПЛОТНИХ КОТЛІВ
17* Перше випробування натрубної ізоляції для газощільних екранів було проведено ЗіО спільно з комбінатом Центроенерготеплонзоляція (ЦЕТІ) та трестом ОРГРЕС на цільнозварній панелі СРЧ котла ПК-38 Березівської ГРЕС [12-13]. Мал. 12-11. …
ВЕЛИЧИНИ, НЕОБХІДНІ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ОГОРОД
Основною величиною, що визначає розрахунок огорож, є температураіа внутрішньої поверхні обмуровки. Матеріал футерування вибирається за максимальною температурою, а розрахунок втрат теплоти та розподілу температур за шарами виробляються за середніми температурами. …