При омывании поверхности нагрева поток горячих продуктов сго­рания часть своего тепла передает через стенку рабочему телу — воде. Такая передача тепла, происходящая при соприкосновении газов с поверх­ностью нагрева, называется конвективной.

Как передача тепла радиацией всегда сопровождается в небольшой мере конвективной передачей, так и перепача тепла конвекцией всегда совмещается с небольшой долей передачи его радиацией

Передача тепла конвенцией происходит за счет разности темпера­тур продуктов сгорания и рабочего тела. Температура газов по мере отдачи тепла понижается, а температура рабочего тела повышается (в пароперегревателе и водяном экономайзере) или остается постоянной при испарении рабочего тела (в котле).

Количество передаваемого тепла прямо пропорционально: 1) вели­чине омываемой газами поверхности нагрева Н 2) температурному напору Дt°, т. е. разности температур продуктов сгорания и рабочего тела, и 3) способности поверхности передавать тепло, т. е. коэфициенту теплопередачи К ккалім2 час °С.

Коэфициент теплопередачи представляет собой количество тепла, которое передается через 1 м2 поверхности нагрева в течение 1 часа1 при разности температур греющего и рабочего тел в 1°.

Основное уравнение конвективного теплообмена выражается следу­ющим образом:

BQ = НКМ ккал/час, (ИЗ)

где Q — тепло, передаваемое продуктами сгорания 1 кг топлива поверх­ности нагрева, в ккал/кг.

Коэфициент теплопередачи зависит от величин сопротивления пе­реходу тепла от греющего тела к стенке и от стенки к рабочему телу и величины сопротивления переходу тепла сквозь стенку. Величина К резко уменьшится для одной и той же поверхности нагрева, если на. поверхности с внутренней стороны образуется слой накипи и масла, а с наружной — слой сажи и золы.

Переход тепла сквозь стенку характеризуется коэфициентом тепло­проводности, выражающим количество тепла, которое в течение одного часа передается, через стенку площадью 1 л2 и толщиной 1 м. Вели­чина коэфициента теплопроводности зависит от материала стенки.

Чтобы яснее представить значение загрязнения стенок поверхности нагрева, сопоставим величины коэфициента теплопроводности X в ккал/м час °С, имеющего значения для; 1) стали — от 40 до 50;

2) накипи — от 0,07 до 3; 3) сажи и золы —от 0,06 до 0,1; 4) масла— около 0,1.

Эти значения коэфициента X показывают, что накипь в 25 раз, масло в 500 раз и сажа и зола в 6^5 раз менее теплопроводны, чем сталь.

Учитывая способность масла и накопи понижать коэфициент тепло­передачи и снижать надежность работы котла, рекомендуется питатель­ную воду освобождать от масла и солей, образующих накипь.

Для радиационных поверхностей нагрева, расположенных в топке и работающих с большим тепловым напряжением, внутреннее загрязнение является особенно опасным.

Кроме загрязнения поверхности, на величину К большое влияние ока­зывают скорость газов, диаметр труб, температурный перепад между греющей и обогреваемой средой, циркуляция обогреваемой среды, рас­положение труб (характер их омывания: продольное, поперечное или косое). Чем больше будет скорость газов, тем выше будет К, а следо­вательно, и паропроизводительность котла. В трубах большого диа­метра слой газов имеет большую юлщину, поэтому условия соприкосно­вения частиц греющего газа с поверхностью нагр ва хуже, а следова­тельно, и отдача тепла будет ниже. Отдача тепла в трубах малого диаметра идет лучше, однако следует помнить, что уменьшение диаме­тров труб или эквивалентных диаметров каналов связано с большей засоряемостью их, вследствие чего некоторые выгоды, происходящие от уменьшения диаметров, могут быть полностью уничтожены, а передача тепла ухудшена.

В общем случае коэфициент теплопередачи К для многослойной загрязненной) стенки выражается формулой

К = - j------- g-------- 1------- ^------ j— ккал/мЧас °С, О14)

------- 1- - г- 4—ї—Ь - т— 4----

Otj Aj А Л2 О 2

где аг — коэфициент теплоотдачи от греющей среды к стенке в ккал)мгчас °С;

8]—толщина налета сажи и золы в м

— коэфициент теплопроводности сажи и зоты в ккал/мчас °С

8 — толщина сгенки в м

—коэфициент теплопроводности стенки в ккал/мчас °С;

82 — толщина слоя накипи в м;

Х2 — коэфициент теплопроводности слоя накипи в ккал'мчіс °С;

а2 — коэфициент теплоотдачи от стенки к обогреваемой среде в ккал/м8 час °С.

Род металла и изменение толщины металлических стенок поверхно­сти нагрева в обыкновенных практических пределах не оказывают за­метного влияния на величину коэфициента теплопередачи.