125034 (690246), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Вихідні дані:

- спалюється природний газ, для якого Q_н=36395 кДж/м³;

- тип і потужність газового приладу - ВПГ-18, Q_т=18 кВт;

- коефіцієнт витрати повітря – α=2,5;

- температура газів, що ідуть, у газових приладах – 190 ⁰С;

- необхідне розрідження перед тягоперервачем приладу – 3 Па;

- температура точки роси в продуктах згоряння – 46 ⁰С;

- барометричний тиск – 101000 Па.

Розрахунок комунікацій по видаленню продуктів згоряння газоподібного палива проводимо в наступній послідовності:

1. Визначаємо обсяги продуктів згоряння природного газу, що утворяться при спалюванні 1м³ газу:

- теоретично необхідна кількість повітря V_о, (м³/м³), розраховується за формулою

. (3.8)

- об’єм двоокисю вуглецю (вуглекислого газу) , (м³/м³), розраховується за формулою

. (3.9)

- об’єм азоту , (м³/м³), розраховується за формулою

(3.10)

- об’єм водяної пари , (м³/м³), розраховується за формулою

(3.11)

де d - вологовміст природного газу, г/кг. Якщо він невідомий приймають

d =10,1 г/кг.

- об’єм надлишкового кисню , (м³/м³), розраховується за формулою

(3.12)

- сумарний об’єм продуктів згорання , (м³/м³), розраховується за формулою

(3.13)

1. Визначається густина продуктів згорання природного газу при температурі 0 ⁰С і тиску 101325 Па, , (кг/м³) за формулою

(3.14)

3) Витрата продуктів згоряння природного газу через димохід , (м³/год), визначається за формулою

(3.15)

4) Розраховуємо охолодження продуктів згоряння , (^оС), за формулою

(3.16)

де t_нi – температура газів, що ідуть, на початку ділянки, ºС;

t_ов – температура повітря, що оточує димохід, ºС;

Q_пс – витрата продуктів згоряння через димохід, м³/год;

k – коефіцієнт теплопередачі стінок димоходу, Вт/(м²∙К);

F – поверхня теплообміну, м²

F = ·d·l . (3.17)

На першій ділянці температуру t_нi приймаємо рівній температурі газів, що ідуть. Значення k приймаємо за [1]. Температуру t_ов приймаємо рівній середній температурі приміщення, у якому встановлений газовий прилад (для кухні 20 ºС).

Розрахунок ведеться у відповідності зі схемою, приведеної на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема відводу продуктів згоряння

Температуру газів, що ідуть, наприкінці ділянки , (^oC), визначаємо за формулою

. (3.18)

Ділянка ВПГ-1

F= 3,14 · 0,14 · 0,5 = 0,22 м²;

Ділянка 1-2

F = 3,14 · 0,14 0,45 = 0,198 м²;

Ділянка 2-3

F = 0,14·0,14·0,61= 0,012 м²;

Ділянка 3-4

F = 0,14·0,14·1,235 = 0,024 м²;

Ділянка 4-5

F = 0,14·0,14·2= 0,039 м²;

Температура газів, що ідуть, більше точкики роси (171,74 ºС > 46 ºС), значить випадання конденсату на поверхні каналу не буде.

1. Тяга, створювана вертикальними ділянками ВПГ-1 і 2-5, Рⁱ_т, (Па), визначається за формулою

(3.19)

де Н – висота вертикальної ділянки, м;

– температура навколишнього повітря, ºС;

– середня температура продуктів згоряння на ділянці, ºС, розраховується за формулою

(3.20)

де t_н і t_к – температури газів, що ідуть, на початку і наприкінці ділянки, ⁰С.

– барометричний тиск, Па.

Сумарна тяга Р_т, (Па), дорівнює

(3.21)

6) Визначаємо втрати на тертя по довжині ΔΡ_тр, (Па), за формулою

(3.22)

де ΔΡ_i – утрати на тертя по довжині на і-той ділянці, Па, які визначаються за формулою

(3.23)

де λ – коефіцієнт тертя, прийнятий для цегельних каналів і металевих окислених труб – 0,04;

l – довжина ділянки, м;

d – діаметр ділянки, м. Якщо перетин прямокутний, то приймаємо еквівалентний діаметр d_екв.

- швидкість руху продуктів згоряння, м/с; визначаємо за формулою

(3.24)

де f – площа перетину труби, м²;

– густина газів, що ідуть, кг/м³.

а) у приєднувальній трубі

б) у димоході

7) Визначаємо втрати на місцеві опори ΔΡ_м.с, (Па), за формулою

(3.25)

де ΔΡ^і_м.с. – утрати на місцеві опори на і-той ділянці, Па, які визначаються за формулою

(3.26)

де - сума коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці.

а) у приєднувальній трубі:

Коефіцієнти місцевих опорів: при вході в тягопереривач ₁ = 0,5; 2 поворота ₂ = 0,9·2 = 1,8; на вході в цегельний димохід ₃ = 1,2, = 3,5.

б) у димоході:

Коефіцієнт опору при виході = 1,5.

8) Визначаємо розрідження перед газовим приладом Р_роз, (Па)

Р_раз = Р_т - ( Р_тр + Р_м.с.). (3.27)

Р_роз = 18,03– (0,66+3,22) = 14,15 Па.

Розрідження перевищує мінімально необхідне (2 Па), отже, димохід забезпечить нормальну роботу водонагрівача.

4. Розрахунок інжекційного пальника середнього тиску

Вихідні дані для розрахунку:

- продуктивність пальника V = 5,5-8 м³/год;

- тиск перед пальником Р=25,7 кПа;

Розрахунок складається з визначення наступних конструктивних елементів пальника: сопла, горловини змішувача, конфузора і розмірів вогневих отворів.

Визначається теоретично необхідна кількість повітря для горіння газу V_т, м³/м³:

V_т = 0,0476· [0,5·Н₂ + 0,5·СО + Σ(m +n/4)·C_mH_n – О₂]. (4.1)

Дійсна кількість повітря при α=1,02, V_д, м³/м³, визначається за формулою

V_д = α·V_т. (4.2)

V_д = 1,02·9,624=9,82 м³/м³.

Задаємося швидкістю витікання газоповітряної суміші з пальника W_кр=10 м/с, температура суміші на виході з кратера t_кр= 130 ^ºС (кратер охолоджується повітрям) і знаходимо площу кратера f_кр, м² і діаметр кратера d_кр, м, за формулами

(4.3)

(4.4)

Обчислюється перетин f_д, м², і діаметр вихідного кінця диффузора d_д, м:

f_д = (1,5÷2)·f_кр; (4.5)

(4.6)

f_д = 1,5·0,0024=0,0037 м²;

Діаметр горловини d_г, м:

d_г = 0,55·d_д. (4.7)

d_г = 0,55·0,068=0,038 м.

Робиться перевірка балансу енергії, кДж/м³, для того, щоб розташовувана енергія струменя газу, що випливає із сопла пальника, була більше усіх втрат енергії в пальнику і на виході з неї:

(4.8)

де Е – прихід енергії, кДж/м³;

Е_п – витрати енергії на створення швидкості інжекційного повітря, кДж/м³;

Е_г – витрати енергії на зміну швидкості струменя газу, кДж/м³;

Е_д – витрати енергії в дифузорі, кДж/м³;

Е_н – витрати енергії у насадці-кратері пальника, кДж/м³;

Е_кр – витрати енергії с вихідною швидкістю газоповітряної суміші з кратера пальника, кДж/м³.

Визначається швидкість газоповітряної суміші в горловині , м/с за формулою

(4.9)

де t_сум – температура газоповітряної суміші на виході з отворів, приймається рівній температурі повітря в приміщенні 20 ºС;

Швидкість виходу газу із сопла , м/с визначається за формулою

(4.10)

Визначається енергія струменя газу, що випливає із сопла , м/с за формулою

(4.11)

Визначаються витрати енергії на створення інжекційного повітря, , кДж/м³:

(4.12)

Визначаються витрати енергії на зміну швидкості струменя газу в горловині пальника , кДж/м³:

(4.13)

Швидкість руху газоповітряної суміші на виході з диффузора , м/с, визначається за формулою

(4.14)

де t – температура газоповітряної суміші в горловині пальника приймається рівної 20 ⁰С.

Витрати енергії в дифузорі , кДж/м³ визначаються за формулою

(4.15)

де - коефіцієнт корисної дії дифузора; При приймається 0,8.

Визначається щільність газоповітряної суміші у вихідному перетині диффузора , кг/м³:

(4.16)

Визначаються витрати енергії в насадці , кДж/м³:

(4.17)

Визначаються витрати енергії в кратері пальника , кДж/м³, але для цього визначається густина газоповітряної суміші на виході з кратера , кг/м³:

(4.18)

(4.19)

Перевірка балансу енергії в пальнику:

Визначається необхідний тиск газу при мінімальному навантаженні , Па:

(4.20)

де - коефіцієнт витрати, приймається за табл. 1.1 [3].

Межа регулювання навантаження пальника , складе:

(4.21)

Визначається максимальна продуктивність пальника , м³/год, за формулою

(4.22)

м³/год, що більше 8 м³/год.

Визначаються діаметри сопла , мм і конфузора , мм:

(4.23)

(4.24)

де W_в - швидкість повітря в конфузорі, приймається рівною 1-2 м/с.

Визначаються довжини горловини, дифузора, конфузора, кратера і сопла:

(4.25)

, приймаємо 250 мм;

(4.26)

(4.27)

(4.28)

де α – кут розкриття дифузора, приймається щоб уникнути відриву струменя від стінок дифузора рівним 8 º;

β – кут розкриття конфузора, приймається 40 ^º;

β¹ – кут розкриття кратера, приймається 30 ^º.

Довжина , мм і діаметр , мм тунелю:

(4.29)

(4.30)

Список використаних джерел

1. Ионин А.А. Газоснабжение - М.: Стройиздат, 1989. – 439 с.

2. ДБН В.2.5-20-2001. Газоснабжение. К.: Госстрой Украины, 2001.-252 с.

3. Методические указания к расчету газовых горелок в курсовом проекте " Газоснабжение района города"/ Макеевка, ДонГАСА, 1987, 20 с.

4. Методичні вказівки до виконання курсового проекту "Газопостачання району міста або селища" (для студентів спеціальності 6.092100 "Теплогазопостачання і вентиляція")/ Укл.: В.І. Захаров, З.В. Удовиченко, О.В. Захаров – Макіївка: ДонНАБА, 2009. - 33 с.

5. СНиП 2.01.01.-82 Стоительная климатология и геофизика. /Госстой СССР-М., Стройиздат, 1983 г., 136с.

Характеристики

Список файлов курсовой работы