Тепловой расчёт котельных агрегатов (987293), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Ввиду большого массива информации программа должна быть расчленена на блоки, имеющие конкретное целевое назначение (например, вычисление коэффициента теплопередачи). 3. Поверочный тепловой расчет котельного агрегата представляет собой сложную математическую задачу, заключающуюся в составлении,и решении системы нелинейных алгебраических уравнений высокого порядка.
Для составления и решения этой системы необходимы значительные массивы исходной информации, характеризующей котельный агрегат в целом, а также каждую нз его поверхностей. Конструктивиый тепловой расчет котельного агрегата является еще более сложной проблемой, внлючаюшей решение задачи, оптимизации. Эта задача в настоящее время может быть решена путем выполнения многова. риангных поверочных расчетов, что требует значительных затрат машинного времени.
В. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА ЭВМ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ 4. Теплообмен в каждой поверхности нагрева котлоагрегата может быть описан системой нелинейвых алгебраических уравнений, выражающих зависимость выходных параметров от входных, т. е. для й-й поверхности нагрева уравнениями вида (иь (г'ь) = Ео (Рь) + Сьй'ь (1'о) + Еь: (1Х-1) . Вп (1и ) = 1' (Р ) + П В' (1' ) + Р 1 где Со, Пл, Ео, ро — коэффициенты, зависящие от исходных данных и искомых переменных. Эти заннсимости получаются путем аналитического решения системы дифференциальных уравнений тепло- обмена.
Система уравнений вида является частным случаем решения этой же системы дифференциальных уравнений. Котлоагрегаг, состоящий из и поверхностей нагрева, описывается с помощью и систем вида (1Х-1) илн (1Х-2), а также уравнения теплообмена в топке, уран.
пений смешения теплояосителей и уравнений для опре. деления расходов теплоносителей. С целью ускорения расчета целесообразно систему нелинейных алгебраических уравнений вида (!Х-1) или (1Х-2) для каждой поверхности нагрева решать итеративными методами (простая итерация, метод хорд и т. д.). По полученным в результате значениям параметров сред на выходе н значениям на входе определяются коэффициенты С и П системы линейных алгебраических уравнений для каждой поверхности нагрева хотлоагрегата: ги (Р') = Г'(Р) + С (1'(Р) — В'(1')); ) Ви(1и)=Вг(Р)ц-П(го((г) В (1о)).
/ (1Х-3) Такич образом, теплообмен в котлоагрегате описывается цочтн линейной системой алгебраических уравнений, которую па ЭВМ целесообразно решать методом Зейделя. 3. В ходе решения системы уравнеаий для каждой поверхности нагрева определяются теплофизические параметры теплоносителей, коэффициенты теплопередачи и другие необходимые для расчета величины.
Номограммы, графики и таблицы, рекомендуемые в настоящей книге, должны быть описаны с достаточной степенью точности аналитическими зависимостями. Если это вьшывает трудности, должны быть составлены максимально компактные таблицы из знзченнй соогветствуюших параметров в узловых точках, путем интерполяции (линейной, квадратичной илн более высокой степени) которых можно получить с достаточной степенью точности промежуточные значения. 6. Ввиду отсутствия уравнений состояния для энтальпии воды и водяного пара, ноторые достаточно точнЬ описывали бы области вблизи линии насыщения и максимума теплоемкости, рекомендуется табличное представление энтальпии. Для определевия удельных объемов воды и водяного пара также рекомендуется использовать таблицы.
Кроме того, для этой цели могут быть использованы уравнения, приведенные в п. 7. 7. Удельный объем водяного пара описывается уравнением состояния Коха где Л = 0,4706; А = 0,9172; В = 1,31 ° 10', С = 4,38 ° 10"! à — температура, К; р — давленле, кгс(см'. Удельный объем воды описываетсн уравнением о = (980+ 2 820 . 0 924«л о-во) 1О-в.
При сверхкритмческом давлении ((62 1 0! 11р) о+ (О 057р+14 8) р 21 840)10-в 8. Теплоемкость воды и водяного пара при р=сопМ определяется из равенства 9, Теплоемкости компонентов дымовых газов и золы можно рассчитывать по интерполяционным полнномам пятой степени вида с=а«И+авто-1-а«И+паж+ао1+ао. Значения коэффициентов и,, получены путем ан. проксимапии табличных данных настоящей книги и приэедены в табл. 1Х-1. Приложение !Х.
Автоматизация поверочного теплового расчета 147 Та бди ца 1Х-1 КезчгенПвент ессч нолвнеыв 'н,о 0,03823!419 0,25207!84 10 — 0,16633384 1О-' 0,76427112 !Π— 0.20555466 1О- " 0,23407239.10 †0,30929091 — 0,53739164.10- з 0,62620324.10-ч — 0,47710105,И вЂ 0,15436!20.10-зз — 0,18818960.10-ы 0,356?2260 0,24795243 !О 0,572072221 10-' 0'35393369,10- зе 0,91538884 10- "' — 0,92691428 !О- " 0,31519196 0,35619473 1О-' 0,60760977.!О-' 0'51300306,10-зе 0 17716406,10-гз — 0,22616689 1О О,!766!723 О,!7788785 !О-' — 0,26438212 10-' 0,17199313 !О- » — 0,20249676 1О- " — 0,71330819 !О-'з а, а, а, а, 'зе а, при ее=00126 10 ""', где ю — скорость гззов, н(сгк; зг = 0,052+ 0,094 (г((лз) '.
Козфвнчвент пз. лвнрмз с ивн сз а, а! аз аз Степень полино- а Та бди ца 1Х-8 КозФфндвент пвлввемз Ь дымовых газов Х воздухе ч дыыввых газов ч в оздухз .0,19640869 10- ' 0,72610926 !О- з 0,14915302 10- ° 0,12223590.10-' 0,74345639,10-з 0,11242939.!О-' — 0,40384652.10- " 0 820389Э9 10 ы 0,13334426.10- ° 0,863032!9.(о-з О, П379092.10- з — 0,56219934.10-зз 0,23631342.10-зз 0,2!049487.10-з 0,64300069 1О 0 22533805,10-з 0,73307439 !О" " — 0,10448614 10-з« а, а, а, а, а Степень по- линома !О' !О. Критерий Праалтля для дымовых газов вычисляется по формуле: Рте (О 94+0,56гно) Рг'ер где при 100(О( 400'С Рг',»=0,71 — 0,00026; 400е О(1 000'С Рг",р=О 67 — ОООО! О; ! 000(О(2 000'С Рг"ер=О 68 — ОООО! О. Для воздуха рекомендуется Рг'=0,70 при 1, )400 'С и Рг'=069 при (»<400'С.
11. Расчет поправки Се к коэффициенту теплоотдачи конвекций от газов к стенке трубы: для случая поперечного омывания пучков Се = 0,92 + 0 72бгн о для случая продольного омывания при гн,о(О,П Се = 0 910 + 0 8! 9гн о' ГН,О) О 11 СЕ = О 94+ О 545'Нзп 12. Поправки Сг,„и С, для определения коэффнцаента теплоотдачи конвекцией можно рассчитывать по интерполяционвым полиномам, коэффициенты которых приведены в табл. 1Х-2.
Таблица 1Х-2 0,13634932.10' 0,19120000 1О' — О,!5974363 1О-' — 0,65481352 1О-' 0,198!7016 !О-з~ 0,16510489.10-' — 0,88189598 !О-' — 0,14172494 1О-' 13. Расчет теплопроводности н вязкости воды и водяного пара следует проводить по формулам, приведенным в книге М. П. Вукаловича, С. Л. Рпвкина, А. А. Александрова «Таблицы теплофкзических свойств воды и водяного пара» (М., «Стандарт», 1969).
14. Расчет теплопроводности и вязкости воздуха н дымовых газов производится с вомощью интерполяцнонвых поличомов, коэффициенты которых приведены в табл. 1Х-З. 15. Коэффвциенты загрязнения, тепловой эффективности и,использоваиня поверхности нагрева могут определяться по интерполяционным формулам. Коэффициент загрязнения е ширмовых перегревателей для твердого топлива е=Ьз+Ьз(бер — Ьз) (значення коэффициентов приведены в табл. 1Х-4). Коэффициенты загрязнении поперечно омываемын юахматных пучков определяются по формуле (7-73), причем Поправка для коэффициента загрязнения в зависимости от диаметра труб. 1п с( Сг == 0 7676+ 5,2606. Значение Ле должно быть задано в исходных данных Коэффициент тепловой эффективности фг = Ь г + Ь з ы (значения коэффициентов приведены в табл. 1Х-5). Приложение 1Х.
Автоматизация поверочного твидового расчета 148 Т а б л и ц а !Х-4 "(")7'"( — ")' — [с, (сл) — М (члИ Вид тоолива б, 52 0,3 !О-' 0,6 !О 500 0,5 10-' 0,1 !0-* 500 ! с' = С = ! — 0,4еа а. — О,!2.!О-' — 75 0,3 !0-4 0,817. 10 — ' О,! !0-4 0,76 10 0,6 !О ! 000 500 Табличные значения функций М(х), йга(х) (и 32(х) аппроксимированы полнномами, коэффициенты которых прнведевы в табл. !Х-6 — !Х-8. Таблица !Х-5 Таблица 1Х-б Вид яоверхиости нагрева о, Коаффициеит для М !х! 0 — 3,5 3,5 — 7,0 7-6.5 0 725 — 0 00625 1-я ступень экономайзера, 2-я ступень экономзйзера, переходная эона Перегреватели, фестоны, котельные пучки при шс 12 мУсвк Экономайзеры котлов малой мощности (32~(100 'С) 0,675 — 0,00625 0,575 — 0,00625 Примечание.
Пояравиа я «оэффициеиту тепловой аффективиости Лф, учитывающая влияние очистки и т. я., должна быть аа. лава в исходных данных. Таблица !Х-7 Коэффициент использования для шнрмового перегревателя может рассчитываться но интерполяцпонному папиному третьей степени. Кое(р- фициевт длв на 1х! 0 — 2,5 2,5 — 4,0 5 = ахша+ наша + а(щ+ па, где ах=0,65104168 10-'! ох= †,10286459; а(=.0,53515626; ае — 0,59397324 10-'1 $(0,85. 16.
Расчет коэффициентов затененности ширм и примыкающих к ним экранов можно вести по следующим иитерполвциоиным формулам: А ! с = — 10 —; Всаа ! иф Та бл в ц а 1Х-8 Ковффициевт для в( [х! 2 2 [е'(~(ех'(27)7 (4( х) х, ( *„ ' ) — 2, ( „> ~ ( 2 2 [(2 )7 ( .(. ( — ') — (ь) Х л А 2.5-4,0 0 — 2,5 Таблица 1Х-9 ас а, аа Ввд товлиеа 0,17!018!8 10' — 0,170!6783 10' — 0,50325175 — 0,3067!639 10 0,67891997 10 0,30989899 !О 0,40960372 10 — 0,54405594.10 — 0,23438228.10 О !74048170,!О-а 0,12432012 1О 0,42735043.10- Твердое Жидкое Газ Неп(лакующее, твердое Канско-ачинские угли, фрезерный торф (прн очистке) Сланцы северо-западных месторождений Умеренно шлакующее: при очистке без очистки Ое оа аа а, а, аа а, о а, аа а, а, ое а, Оа а, аа аа а, ае 0,14442949.10 * — 0(19859428 10 ' 0,11579441 — 0.38633%2 0,84673329 — 0,12542358 10' 0,99958384 0,14199129.10' — 0,12742633 0(46652761 — 0(91796218 0(11026482 Ю' — 0,%305351 0(42323745 0,26239850.10 ' -0,23052472 0,83224%3 — 0,16423898 10' 0,20567300 10' — 0,18205762 1О' 0(99839124 — 0,27000661.10 2 0,88734287.10-2 — 0(!1838604 10 ' О(В!%96% (О' — 0(2(3691314 0(5%745!2 — 0.29792342 — 0,30099912 10"' 0,693(6588 10" — 0,65261%0 10 ' 0(31513688 — 0(82600937 0,31005813 10' — 0,56196043 0,38о56686 10' — 0,772!9268 0,64038741 (О' — 0(28181138.10 0,695094%.10* -0(91102101 10' 0(49822349.10' 0 26874793.(о-а 0,12363315 1О ' — 0,2%76412 0,24159026 1О' — 0(13852435 102 0(42315717.10* — 0(53796469 10» — 0,23012082 10 2 0,43305379.10-2 — 0(33438376.10"2 0,37908044 10 ° 0,56933997.30ы — 0(260Н240 0,34534971 0.39797282 10 а — 0,14166301 10 * 0,20880215.10' — 0,16324244 0,71594373 — 0,16%5144 10' 0,16285973 16' Прилоагеиие 1Х.
Автоматизация яоверочного теплового расчета !49 ! »- Ю эч т» О Р !! иг » а1 О !! ээ О ! и !! ! О О 8~ ° ~Н а Ъ ! и !. О' !о!и -~+ ) !+ О О О !! !! а О х о и х » о о х а л о л а о о о ы х х о о Й чеэяеээг!зэдэи и т!эеиеионоиа ч эяееэйзоиоиоеййоц + .ч - ! !! о ч а гч + х а Р м ээ о ! ! !! х из о $ о х о о и л \ \ х а Ъ »~ч а' ! а8 х !ю л» о. + И ! Ъ !! о Й + и О со ! $ !! !! ээ ц х ~юь а + 1 -),д + и1 х 2 о х о ч х л а а '" х о о 1 8 ~~еч~ е гэ Э- х о и » о чх О Е -)и !! Х $, ц + ОХ !! Ц, иг иг а х О ! а О) + ! Оь !! !50 Приложение /Х.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
