Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/satuser4/data/www/sib-rs.ru/engine/modules/show.full.php on line 243 Deprecated: preg_replace(): The /e modifier is deprecated, use preg_replace_callback instead in /var/www/satuser4/data/www/sib-rs.ru/index.php on line 111 Классификация конвективных систем печей » Сиб-Регион Строй

Стоительный портал Сиб-Регион.

Сиб-Регион Строй » Интересное » Классификация конвективных систем печей

Классификация конвективных систем печей

Дымообороты печей представляют собой вертикальные или горизонтальные стенки, между которыми движутся топочные газы.

Стенки-перегородки называют рассечками ; горизонтальные участки, соединяющие каналы между рассечками, в зависимости от того, как изменяет направление поток газов, носят название перевалов и подвёрток .

Если газы поднимаются снизу вверх, затем поворачивают в сторону и опускаются вниз, то такой элемент системы называют перевалом . Поворот газов на 180° сверху и вниз осуществляется в элементе, называемом подвёрткой .

Конвективные системы печей, в зависимости от схемы их газового тракта, бывают последовательными, параллельными, бесканальными, комбинированными, с воздухонагревательной камерой.

Системы с последовательно соединёнными каналами подразделяются на однооборотные, двухоборотные и многооборотные, с восходящим движением топочных газов по горизонтальным каналам и коротким вертикальным участкам.

Системы с параллельными каналами делятся на однооборотные и двухоборотные.

В бесканальных системах , называемых также колпаковыми , каналы отсутствуют, их заменяют камеры (колпаки), в которых газы, вышедшие из топливника, движутся вначале вверх, в виде струи, и затем, растекаются вдоль стен, опускаясь к устью дымовой трубы.

В комбинированных системах часть каналов занимает вертикальное положение, а часть — горизонтальное.

В некоторых случаях, применяют печи с дымооборотами, омывающими воздухонагревательные камеры.

Конвективные системы печей: процессы


Теплота в отопительных печах частично аккумулируется поверхностями топливника, воспринимающими её, в основном, в виде лучистой (радиационной) энергии. Другая часть тепловой энергии переходит в дымовые газы, направляющиеся, под действием тяги, в атмосферу. Использование теплоты дымовых газов — задача конвективных поверхностей печей.

Конвективными поверхностяминазывают поверхности, расположенные в газоходе и обогреваемые движущимся потоком горячих дымовых газов, которые отдают свою теплоту надтопочной части печи, в результате контакта со стенками каналов.

Газоход большинства печей представляет собой разветвлённую систему кирпичных каналов, которые формируют единый газовый тракт, начинающийся в дымоотводящем проёме топливника (хайле) и завершающийся в месте присоединения массива печи к дымовой трубе.

Совокупность дымооборотов, состоящая из соединённых между собой вертикальных и горизонтальных каналов, которые предназначены для аккумуляции теплоты отходящих газов, называют конвективной системой. Та часть печи, где расположена эта система, называется конвективной зоной.

При конструировании конвективной зоны, стремятся к тому, чтобы тепловая энергия дымовых газов использовалась оптимально, т.е., дымообороты должны аккумулировать теплоту отходящих газов таким образом, чтобы, поступая в атмосферу, их температура несколько превышала уровень, за пределами которого наступает конденсация газов и происходит интенсивное выпадение сажи в каналах.

Для максимального использования теплоты отходящих газов следует развивать площадь тепловоспринимающих поверхностей конвективной зоны печи, путём увеличения числа каналов и протяжённости пути дымовых газов.

Передачу теплоты продуктов сгорания поверхностям конвективной системы называют процессом теплообмена.

Количественно теплообмен между поверхностью твёрдого тела и газообразной средой определяется уравнением Ньютона-Рихмана:

Q="#946;F(tг-tст), где

Q— тепловой поток, Вт;

F — площадь поверхности тепловосприятия, м2;

tг, tст— температура соответственно газа и стенок, °C;

#946;— коэффициент тепловосприятия, зависящий от условий теплообмена в печи: скорости газового потока, материала стенок каналов, шероховатости поверхностей, воспринимающих тепловой поток и т.п.
Процесс теплообмена во многом зависит от режима движения газов. Различают ламинарноеи турбулентноедвижения потоков дымовых газов.

При ламинарном движении, поток газов перемещается слоями, не перемешиваясь.

Весь поток газов, как бы, состоит из множества тонких струек, каждая из которых движется параллельно стенкам канала.

При таком режиме, передача от каждой струйки к стенке конвективной поверхности осуществляется, преимущественно, за счёт теплопроводности.

Однако воздух — плохой проводник теплоты. Следовательно, интенсивность теплообмена, при ламинарном движении газов, низкая.

Отсюда вытекает первое правилоконструирования конвективных систем печей: скорость движения потока должна обеспечивать турбулентность течения дымовых газов, что способствует интенсивному восприятию теплоты стенками каналов газохода.

При турбулентном движении, топочные газы интенсивно перемешиваются, образуя завихрения, благодаря чему, процесс теплообмена протекает значительно эффективней, по сравнению с теплообменом при ламинарном движении.

Главными факторами возникновения турбулентного движения являются:

скорость газовой среды;

количество твёрдых частиц в газовой среде;

сечение канала и шероховатость его поверхностей.

Скорость газовой среды, при её постоянном объёме, зависит от размеров сечений канала: чем меньше сечение, тем поток движется быстрее. Однако, при этом, возрастает сопротивление газохода движению газов.

На сопротивление также влияют протяжённость конвективной системы и наличие участков на пути продуктов горения, преодолевая которые, газы меняют своё направление или переходят из канала большего сечения в канал с меньшим сечением и наоборот.

Сопротивление движению газового потока, которое оказывают прямолинейные участки газохода, называют линейным, а препятствия, возмущающие поток, считают местнымисопротивлениями.

Линейные сопротивления зависят от качества кладки каналов, поэтому, толщина швов между рядами кладки не должна превышать 5 мм, а тепловоспринимающие поверхности следует тщательно выравнивать.

Местные сопротивления, в виде расширений, поворотов, сужений снизу или сверху должны иметь плавные очертания, т.к. внезапные изменения скорости потока приводят к выпадению сажи из дымовых газов и к увеличению сопротивления газового тракта.
Скорость дымовых газов определяют из уравнения:

V="L/F, где

V— скорость потока воздуха, м/с;

L— объем дымовых газов, приведенный к температуре канала, м3;

F— живое сечение канала, м2.
Выявив характер газодинамического процесса конвективной системы, определяют соответствие размеров площадей поверхностей тепловосприятия и теплоотдачи режиму эксплуатации печи.

Если площадь поверхности тепловосприятия будет недостаточной, то теплопроизводительность печи не достигнет заданной величины, а стенки газохода будут интенсивно разрушаться от чрезмерного нагрева.

Если площадь поверхности тепловосприятия (дымооборотов) чрезмерно развита, то температура уходящих газов может понизиться настолько, что из продуктов горения начнёт выпадать конденсат, в результате, резко ухудшится тяга, в помещение будет поступать дым и от влаги снизится прочность кирпичной кладки.

Отсюда вытекает второе правилоконструирования конвективных систем: площадь поверхности теплоотдачи печи должна быть равна площади поверхности тепловосприятия.

Третье правилоконструирования конвективных систем состоит в следующем: протяжённость газохода следует выбирать, в зависимости от сопротивления потоку газов и температуры конденсации паров, содержащихся в продуктах горения.

Раздел: Интересное Просмотров: 937

 


Чтение RSS

Популярное