Назначение расчета — определить необходимую величину поверх­ности нагрева пароперегревателя для получения заданной температуры пара.

Газы поступают в газоход пароперегревателя с температурой t„.

= 528° С, равной температуре их при выходе из дымогарных груб, и теплосодержанием 870 ккал/кг.

В свою очередь влажный пар из котла (х — 0,97) поступает в трубки пароперегревателя сдавлением рк= 14 ата, температурой г‘„=194° и теплосодержанием = 652,1 ккал/кг в количестве Dne= 245 Kzjnac и должен перегреться до температуры tne = 300° и получить теплосо­держание tne — 725,1 ккалікг.

Примем для выполнения пароперегреватель, состоящий из трех параллельно расположенных секций. Внутренний диаметр трубок йв = = 20 мм, наружный dH = 25 мм.

При протекании газов по газоходу за счет подсоса воздуха в коли­честве Аале V0 — 0,22-2,64 = 0,58 нм3/кг объем газов увеличивается до V = 5,32 н. мъ{кг.

Тепло, необходимое для подсушивания и перегрева пара, от сжи­гания 1 кг топлива можно определить по формуле (137):

Тепло, которое способны отдать газы, омывающие пароперегрева­тель, выражается формулой (138)

чТ н

Qne — In. п Із. п "f - Д®пе % (СІ)х. в |qq Qp ккалікг.

Так как величиной qV = 1,5% мы задались и принято, что tx. e—b° и <:*.<, = 0,31 ккал/нм3°С, можно, решая совместно уравнения (137) и (138), определить теплосодержание продуктов сгорания при выходе из пароперегревателя по формуле (139)

апе

Із. п — In. п QneActпе % (ct') - в ккалікг.

Все величины этого выражения известны, поэтому находим иско­мое теплосодержание

/*.„ = 870—149 + 0,58-0,31.15—0,015-2363 =

= 688,3 ^ 688 ккалікг.

По диаграмме / — t (фиг. 68) находим температуру уходящих газов:

tyx=t3.n= 423° С.

Найдем теперь величины, нужные нам для определения поверхности нагрева.

Начнем с подсчета температурного напора, предполагая противоточ - ное движение газа и пара:

Дk = in. п— tne = 528—300 = 228° С;

Д** = t3.n — tH = 423—194 = 229° С.

12 Гарькуща и Юшина 643

Так как разности мало отличаются друг от друга, температурный напор будем определять по формуле (124):

Расчетная средняя температура потока газов в дымовой коробке соответственно с формулой (122) напишется

tnom = ta. K = At = 247 + 229 = 476° С.

Расчетная средняя температура стенки по формуле (144)

Полагая, что живое сечение газохода в пароперегревателе 2ле = = 0,087 мг, находим среднюю скорость потока в газоходе по фор­муле (121)

В К tnom+273 120-5,32 476 + 273 _

w~ 3600+* ' 273 ~ 3600-0,087 * 273

= 5,59 ^ 5,6 м/сек.

Теперь, зная: 1) скорость потока газов w м/сек; 2) наружный диаметр труб dH = 25 мм; 3) число коридорно расположенных рядов труб, равное шести; 4) температуру стенки tcm= 272°С, можно по номо­грамме II (см. приложение 2) найти коэфициент теплоотдачи от газов к стенке посредством конвекции <хк — 38,5 ккал/мНас° С. Так как тем­пература газов невысока (530° и ниже), то отдача тепла лучеиспуска­нием будет ничтожна и может быть приравнена нулю.

Таким образом,

aj = ак = 38,5 ккал/м%час°С.

Для определения коэфициента теплоотдачи от стенки к пару а2 необходимо подсчитать среднюю скорость пара в трубках паропере­гревателя по формуле (145):

77 пр

2830/zd;;

По таблицам пара находим: + = 0,1434 м3/кг, vne= 0,1859 м3[кг. Удельный объем влажного пара при х = 0,97 будет vH — 0,97-0,1434 = = 0,1391 м3/кг. Кроме того, п — 3 и dB =0,02 м.

После подстановки получаем

245 0,1391 + 0,1859

Имея данные; 1) давление пара р — 14 ата; 2) среднюю темпера­туру пара 0ср= 247°; 3) внутренний диаметр трубок пароперегрева­теля de =20 мм и 4) скорость Пара wn=ll,7 м]сек, наход м по номограмме VI ісм. приложение 6) величину коэфициента теплоот­дачи а2 = 370 ккал/м2час° С.

При определении расчетного коэфициента теплопередачи Кпе по формуле (142) полагаем, что коэфициент использования поверхности нагрева = 0,64 (для учета неполного омывания газами труб и загряз­нения их внешней и внутренней поверхности)

ts t giga ___________ о си 38 5 ■ 370

Кпе 5 Ч + а2 0,54 38,5 + 370

= 0,64- 34,9 = 22,4 ккалІм2часа С.

Получив все необходимые данные, определяем искомую поверхность нагрева пароперегревателя по формуле (141):

Поверхность нагрева пароперегревателя локомобиля П-25 имеет величину Нпе = 3,47 м2.

По полученной величине поверхности нагрева находятся и геоме­трические размеры пароперегревателя.