§ 24. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ПОДСЧЕТЫ

Для лучшего закрепления материалов, изложенных в главах II—V настоящего раздела, произведем тепловой расчет котла паровозного типа для передвижного локомобиля марки П-25 (см. фиг. 38).

Исходными данными для конструкторского проекта котла являются: 1) тип котла; 2) паропроизводительность котла Бнг/час при номинальной его мощности; 3) рабочее давление пара рк ати; 4) температура пара, выходящего из пароперегревателя, t°ne; 5) температура питательной воды t°, поступающей в котел, и 6) род топлива.

Необходимо отметить, что тепловой расчет всегда сопровождается предварительной конструктивной компоновкой котла.

Задание для примерного теплового расчета котла

Произвести проектирование котла паровозного типа для передвиж­ного локомобиля мощностью 25 л. с. по следующим данным: паро­производительность котла 245 кг/час; рабочее давление пара 13 ати; температура пара при выходе из пароперегревателя 300°; температура питательной воды, поступающей в котел, 76°; топливо — дрова осино­вые следующего элементарного состава в процентах по весу:

Чтобы можно было судить о тепловой работе котла, относимой к 1 кг топлива, подсчитаем теплотворную способность топлива по фор­муле Менделеева (9)

Qp = 81СР + 246НР _ 26 (О, - S£) - 6Wp =

= 81.29,20 +246.3,66 — 26.25,55 — 6.39,80 = 2363 ккал/кг

и характеристику топлива по упрощенной формуле (64) Р = 2,37 + 0 005 _ W6-ai26.25.5o,.

имея В виду, ЧТО при отсутствии серы Кр = С.

На основании данных опытных исследований и эксплоатации (табл. 11, 13 и 14) задаемся рядом параметров, характеризующих ра­боту котла.

Ручная загрузка дров во внутреннюю топку вызовет больший избы­ток воздуха по сравнению с шахтной, поэтому задаемся величиной коэфициента избытка воздуха для топки и котла ат = о. к = 1,45 (в кот­лах паровозного типа и цилиндрических в пределах топки и котла подсос отсутствует) и апе = 1,67, предполагая подсос воздуха через неплотности дверки дымовой коробки с Дапв = 0,22.

Учитывая высокую влажность дров (W^, = 39,80°/0) и высокие те­пловые напряжения, примем несколько увеличенную потерю тепла от химического недогорания q3 — 6°/0.

В согласии с опытными данными задаемся величиной потерь от ме­ханического недожога qi = 3°/о.

Величину потерь тепла от внешнего охлаждения котельной установки примем qb = 7°/0. Из этой величины q“ = 5,5°/0 отнесем к котлу, a q*e = 1,5°/0 — к пароперегревателю

Потерю тепла с уходящими газами ft будем считать равной 28°/0. Тогда сумма всех потерь

Яг ~h Яа ~h Я* + 05 = 28,0 - f - 6,0 - f- 3,0 - f - 7,0 = 44,0°/0.

Тепло, полезно использованное,

9i = 100 — (ft + Яз + Яі + Яь) = 100 — 44,0 = 56°/0.

Теперь определяем предполагаемый расход топлива по формуле (92), учитывая, что весь пар расходуется перегретым и нет непрерывной продувки, т. е. DH = 0 и D„p = 0:

д 100-Д (іяе —О Qp-nK

Находим по таблицам водяного пара[14] теплосодержание перегретого пара (при рк = 14 ата и tne = 300°) ine — 725,1 ккал/кг. Так как тепло­емкость воды с = 1 ккал/кг °С, то теплосодержание воды, поступаю­щей в котел, будет выражаться тем же числом, что и температура, т. е. Г == 76 ккал/кг.

После подстановки найденных величин получим

Учитывая возможность сжигания дров во внутренней топке с напря­жениями колосниковой решетки -^- = 400 000ч-700 000 ккал/мНас и

Д

топочного объема — = 600 000 ~~ 800 000 ккал/мачас (с допущением

' т

повышенной потери от химической неполноты горения ДО 5—7°/0), определим необходимую площадь колосниковой решетки и объем то­почной камеры:

120-2363

550000

Предварительная компоновка огневой коробки показывает, что по­верхность нагрева ее может быть равной Нр — 2,65 м3 с размещением в огневой решетке 15 стандартных дымогарных труб наружным диа­метром dH = 70 мм и внутренним flfe=64 мм.

Предполагаем также, что насыщенный пар перед пароперегревателем имеет влажность 3°/0 или паросодержание х = 0,97.

Примем температуру наружного воздуха tx_e— 15°.

После этих предварительных расчетов можно перейти к рассмотре­нию процессов горения и теплопередачи.