Теплообмен в топках котлов


Теплообмен в котлах

В общем случае газы отдают теплоту поверхностям нагрева излучением и конвекцией. Через стенки поверхностей нагрева теплота передается теплопроводностью, а затем, конвекцией отдается воде, пару или воздуху. В результате теплообмена температура газов меняется:

· в топке от 1500 –1700 0 С в факеле до 1000 – 800 0С на выходе из топки;

· в конвективном пучке от 1000 – 800 0С на входе в пучок до 350 – 290 0С на выходе из него;

· в экономайзере от 350 – 290 0С на входе до 160 –140 0 С за экономайзером.

При высоких температурах в топке газы отдают теплоту преимущественно излучением и ввиду малости конвективной теплоотдачи последней пренебрегают. Поэтому экраны топки относят к радиационным (лучевоспринимающим) поверхностям нагрева.

За пределами топки газы охлаждаются как за счет излучения, так и в процессе конвективного теплообмена. Однако доля лучистой составляющей в общем тепловом потоке составляет 30 – 10 % и менее в зависимости от температуры газов. Поэтому остальные поверхности нагрева котла (пучки труб, пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель) называются конвективными, так как их тепловосприятие, в основном, определяется закономерностями конвективного теплообмена.


Источниками излучения в топках котлов являются факел горящего топлива, поверхность горящего слоя топлива, горячие трехатомные продукты сгорания (RО 2 и Н2 О) и раскаленные частицы сажи, золы и кокса.

В результате многократного отражения тепловых лучей от стен топки и факела трубы экранов получают теплоту в количестве, определяемым уравнением лучистого теплообмена в топке:

QЛ = аТ C0 x НЛ Tэф4 10 – 8Вт (5.1)

где С0 = 5,67 Вт/(м 2· К4) – коэффициент излучения абсолютно черного тела;

аТ – степень черноты топки, являющаяся степенью черноты системы: горящий факел топлива; продукты сгорания, заполняющие топку; трубы экранов и стены обмуровки. Степень черноты топки характеризует излучательную способность топки и равна 0,5-0,6. Следовательно, теплота, которая содержится в топочной среде, может быть передана излучением экранам и стенкам топки в количестве не более 50 – 60 %;

x — коэффициент загрязнения труб экранов золой и сажей. Слой загрязнений имеет температуру 600-800 0С, а поверхность чистой трубы экрана около 200 0С. Поэтому слой загрязнений отражает значительную часть падающего теплового потока и существенно снижает тепловосприятие экрана. Для чистых труб коэффициент загрязнения равен 1. В реальных условиях x = 0,4 – 0.65


ТЭФ – эффективная температура среды в топке, К. Это такая усредненная температура, при которой экраны топки получают теплоты столько же, сколько и при действительных температурах, которые неодинаковы в разных объемах топки;

Выражение (5.1) является математическим выражением закона Стефана- Больцмана. Из него следует, что излучение газов прямо пропорционально их абсолютной температуре в четвертой степени. Например, при снижении температуры в топке на 10 % тепловосприятие экранов уменьшается почти в 1,5 раза.

Надежный источник обогрева

Конечно, если вы живете в собственном доме и все еще используете печное отопление либо можете похвастаться настоящим камином в коттедже, то без дров не обойтись. Они в этом случае заготавливаются впрок и ранятся в месте, надежно защищенном от влаги. Но если речь идет о даче, где вы бываете наездами, да и то в теплое время года, то для личных нужно все же стоит купить вязанку дров, которой можно будет растопить печь, если вы решите неожиданно посетить приусадебный участок.

Даже если вы давно пользуетесь всеми благами цивилизации, иметь в хозяйстве дрова все же нужно. Представьте, если в загородном доме неожиданно выйдет из строя газовый либо электрический котел, а за окном – минусовая температура. Быстро обогреть помещение помогут обычная печь или же так называемая «буржуйка», но при условии, что вы не забыли купить дрова. Что бы ни произошло, они в любом случае останутся одним из самых доступных, простых и надежных источников тепла.


Использованные источники

  1. petropech.ru/kladka-pechej-zimoj/
  2. scanwordhelper.ru/word/69475/0/299908
  3. studopedia.ru/2_105689_teploobmen-v-topkah-kotlov.html
  4. drovnica-spb.ru/blog/dlya-chego-nuzhny-drova

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.