Аеродинамічний розрахунок газоповітряного тракту котла
Завданням аеродинамічного розрахунку газоповітряного тракту котла в разі використання штучної тяги є визначення аеродинамічних опорів повітряного і газового трактів і підбір необхідних дутьевого вентилятора і димососа, а також розрахунок мінімально необхідної висоти димової труби, виходячи з умов розсіювання шкідливих викидів в атмосферному повітрі. Розрахунки газоповітряного тракту проводяться лише після того, як зроблений тепловий розрахунок котла і визначені температури і витрати повітря і продуктів згоряння по всьому газоповітряного тракту. Слід зазначити, що Тягодутьевиє обладнання теплогенеруючої установки розраховується на максимальну теплове навантаження котла (в навчальних проектах - на номінальну) з метою забезпечення його нормальної роботи при всіх можливих режимах.
Аеродинамічний розрахунок газоповітряного тракту котла слід вести відповідно до вимог нормативного методу. Однак такий розрахунок є досить складним і вимагає великого обсягу обчислень. У зв'язку з цим в навчальних цілях, при курсовому і дипломному проектуванні теплогенеруючих установок зазвичай обмежуються виконанням спрощеного аеродинамічного розрахунку газоповітряного тракту котла. Суть такого розрахунку в тому, що опір окремих елементів котла не розраховується, а приймається за довідковою літературою. Розрахунку піддаються тільки ті ділянки газоповітряного тракту котла, дані по аеродинамічним опорам яких відсутні в довідковій літературі.
Перед тим як почати аеродинамічний розрахунок газоповітряного тракту, необхідно побудувати його аксонометрическую схему, на якій вказують всі елементи цього тракту, позначки висот, на яких знаходяться центри вхідних і вихідних перетинів газоходів, і ін. При проектуванні теплогенеруючої установки дуттьові вентилятори і димососи зазвичай розташовують на нульовій позначці (нижнє розташування). Іноді з технічних чи інших міркувань вони можуть встановлюватися на деякій висоті на спеціальних майданчиках (верхнє розташування), однак це зазвичай ускладнює і здорожує вартість проекту. На котлах малої та середньої потужності використовуються один дутьевой вентилятор і один димосос, при цьому на котельню передбачається одна димова труба.
Аеродинамічний опір будь-якого ділянки газоповітряного тракту Δh складається з аеродинамічних опорів на подолання сил тертя Δhтр і місцевих опорів Δhм.
Опір тертя виникає через діючі в потоці газів сил тертя між частинками при русі їх в каналі і може бути розрахована за відомою формулою:
Швидкість газу в каналі і його щільність повинні визначатися по його середній температурі. Для повітропроводів котла зазвичай при розрахунках приймають, що середня швидкість повітря повинна бути в межах 6 ... 10 м / с, тоді з урахуванням цього можна визначити прохідний перетин воздуховода
Опору тертя при швидкостях холодного повітря і продуктів згоряння менше 10 м / с в аеродинамічних розрахунках газоповітряного тракту котла часто не враховуються з огляду на їх малих значень в порівнянні з місцевими опорами.
Повні опору повітряного AhB і газового АНГ трактів визначаються як сума опорів на подолання сил тертя і місцевих опорів для кожної ділянки тракту окремо, тобто
на ділянці не повинна змінюватися середня температура газів. Якщо тепер весь газоповітряний тракт, зображений на рис. 8.3, розбити на розрахункові ділянки, то можна виділити наступні. Повітряний тракт:
- перша ділянка, від воздухоприемника 1 до пальникового пристрою 3 котла;
- друга ділянка, пальниковий пристрій котла і частина камери згоряння (дані по аеродинамічному опору беруться за довідниками).
- першу ділянку, сам котел 4 і його конвективні поверхні нагрівання (дані по аеродинамічному опору беруться за довідниками);
- п'ята ділянка, збірний колектор 7;
- шостий ділянку, від збірного колектора 7 до виходу продуктів згоряння з димової труби 8.