Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

  

Будівництво та ремонт

Побутові печі, каміни і водонагрівачі


Ю. П. Соснін, Е. Н. Бухаркин

 

РОЗДІЛ II

РОБОТА ПОБУТОВИХ ПЕЧЕЙ НА ГАЗОПОДІБНОМУ І РІДКОМУ ПАЛИВІ

ГЛАВА 4

ГАЗОВІ ОПАЛЮВАЛЬНО-ВАРИЛЬНІ ПЕЧІ

22. Теплотехнічні показники

  

 

Визначення теплотехнічних показників. При перекладі існуючих опалювально-варильних печей на газ, а також при проектуванні нових побутових газових печей важливо знати, яка кількість теплоти, що поглинається окремими їх елементами (топливником, чавунною плитою, духовою шафою, внутрішньою поверхнею опалювального щитка) в залежності від витрати газу в 1 год часу топки і коефіцієнта надлишку повітря в топковому просторі.

Знаючи інтенсивність теплопоглинання кожного з перерахованих вище елементів, можна визначати їх лінійні розміри, виходячи з заданого режиму горіння і теплової навантаження. Розрахунок дає можливість визначити, скільки димооборотов доцільно залишати при перекладі існуючих опалювально-варильних печей з твердого палива на газ, а також з відомим ступенем точності знаходити температури на зовнішній поверхні печі в момент максимального її нагрівання.

Методика розрахунку опалювально-варильних печей не відрізняється від розрахунку опалювальних печей періодичної дії і зводиться до наступного.

В залежності від коефіцієнта надлишку повітря в топливнике визначається теоретична температура продуктів згоряння газу.

Перехід від теоретичної температури горіння в топливнике до фактичної проводиться за допомогою пірометричного коефіцієнта.

Величини цього коефіцієнта, знайдені автором досвідченим шляхом для опалювально-варочних печей, переведених на газ, представлені на графіку 75.

Знаючи теоретичну температуру згорання газу і пирометрический коефіцієнт, можна визначити середню температуру продуктів згоряння на виході з топливника і ККД газової печі.

В залежності від конструкції опалювально-варильної печі до цим методом вводяться деякі поправки,- які дані в нижчезазначених прикладах.

Приклад 1. Дана опалювально-варильна піч ( 76) з системою послідовних горизонтальних димових каналів. У печі встановлена трубчаста ежекційна пальник з організованою подачі вторинного повітря. Витрата газу через пальник 6=1,9 м3/год; теплота згорання природного газу Q\ =35600 кДж/м3; тривалість топлення т = 2,5 год; температура в приміщенні 20 °С.

Потрібно знайти середні температури продуктів згоряння в час топлення в димових каналах до і після духової шафи в центрі димооборотов опалювального щитка і під заслінкою при різних коефіцієнтах надлишку повітря в топливнике: <хт - 1,2 і 3,5. Шукані точки позначені на 76 римськими цифрами.

Знайдемо спочатку все. температури в шуканих точках для коефіцієнта надлишку повітря «т=1,2. Попередньо визначимо ряд допоміжних величин.

Площа внутрішньої поверхні тешювоспринимающей димоходів ото-пительно-варильної печі знаходимо на графіку ( 75). Розрахунком враховується площа тешювоспринимающей поверхні тільки тих стінок димоходів, які мають великий тешюаккумулирующий, масив або безпосередньо беруть участь у теплообміні з опалювальним приміщенням. Площа тешювоспринимающей поверхні внутрішніх перегородок димоходів не приймається до уваги, оскільки як акумулююча здатність їх мала в порівнянні з рештою цегельним масиву печі.

Вихідні дані для розрахунку:

площа поверхні опускного каналу, розташованого між правою стінкою духової шафи і кладкою (площа поверхні стінки духової шафи умовно прирівнюється до площі поверхні кладки тепловоспришшающей печі) - S°HK'=0,3 м2;

За цим вихідним даним виробляємо тепловий розрахунок, результати зведені в табл. 10. У ній дані розрахункові середні температури продуктів згоряння за топку в різних перетинах димоходів при ат=1,2; 2,5 і 3,5, а також помилка у визначенні ККД печі. Проведені розрахунки при постійній витраті газу (з теплотою згоряння 35600 кДж/м3), що дорівнює 1,9 м3/год, тепловому напрузі топкового простору, що дорівнює 260 кВт/м3 і тривалості топки - 2,5 ч.

Для того щоб отримати уявлення про точність запропонованого методу розрахунку в таблиці дані для порівняння експериментальні дані.

Як видно з табл. 10, при невеликих коефіцієнтах надлишку повітря розрахункові температури продуктів згоряння та ККД печі менше дійсних (досвідчених), при збільшених коефіцієнтах надлишку повітря - вище досвідчених.

Розрахунок прогрівання стінок топливника опалювально-варильної печі проводиться так само, як і в опалювальній. На графіку, складеному за експериментальними даними ( 71,6), визначаємо зміна температури на внутрішньої поверхні стінки топливника в залежності від часу і топки теплового напруги топкового простору.

За наведеними раніше формулами визначаємо обсяг і теплоємність продуктів згоряння, теоретичну температуру продуктів згоряння, температуропровідність кладки і теплова напруга топкового простору. Знаходимо величину внутрішніх площ тепловоспрінімающіе поверхні для кожної шуканої точки. Ці величини овн, 5ВВ, Ьвн , Ьъи відповідно

рівні 0,612 (цю величину включається площа тепловоспрінімающіе поверхні, з якою стикаються продукти згоряння при русі від топливника до точки I); 1,552; 2,452 і 3,58 м2.

Потім визначаємо температуру вихідних газів або зміна температури продуктів згоряння в кожній з визначених точок.

В табл. 11 наведено результати розрахунку температур в намічених раніше точках на поверхні опалювального щитка.

Аналіз таблиці показує, що температури, знайдені розрахунковим шляхом на зовнішній поверхні щитка, незначно відрізняються від експериментальних.

Визначення максимального числа димооборотів в газових опалювально-варильних печей. Практика показує, що в житлових будинках експлуатуються різноманітні опалювально-варильні печі, опалювальні щитки яких мають від одного до п'яти димооборотов.

При газифікації житлового фонду важливо знати, яку максимальну кількість димооборотів може бути допущено в опалювальних щитках такого роду печей, щоб на оголовках труб не відбувалася конденсація водяних парів.

Для рішення поставленої задачі виберемо вихідні дані, максимально наближаються до практичних умов. Для опалювально-варочних печей найбільш прийнятна інжекційний пальник ГДП-1,5, витрата газу в якій досягає 1,9 м3/год (його ми і приймемо для розрахунку).

Тривалість топлення печі приймемо т = 2,5 ч. Будемо вважати, що печі топлять з різним ступенем ефективності, тобто розрахунок проведемо за різних спостережуваних практично коефіцієнтах надлишку повітря ат = 2; 3; 4.

Опалювально-варильні печі, як правило, викладаються не з корінними (самостійними), а з насадними димовими трубами.

Тому число послідовних вертикальних димоходів у них може бути одно тільки 1, 3 і 5. У зв'язку з тим, що площа тепловоспрінімающіе поверхні опалювального щитка з одним каналом мала, розрахунок проведемо тільки для печей, що мають в опалювальних щитках 3 і 5 послідовних каналів.

При розгляді цієї таблиці видно, що середні температури відхідних газів t°yx опалювально-варильної печі з пятиобо-ротним опалювальним щитком не перевищує 45-86 °С. Такі низькі значення температур продуктів згоряння на виході з печі не можуть забезпечити її нормальну експлуатацію в зимовий період, що пояснюється наступними обставинами.

Температура димових газів на оголовку димової труби не повинна бути менше температури конденсації водяної пари, яка залежить від концентрації останніх у продуктах згоряння. Чим більше у продуктах згоряння міститься повітря, тим менш імовірна конденсація водяних парів на внутрішньої поверхні димової труби. Наприклад, з графіка на 79 видно, що при ат = 5 і температурі відхідних газів 40 °С конденсації водяних парів на оголовку відбуватися не буде, а при ат= 1,5 і ^ух = 40 °С - конденсація неминуча.

Перевіримо, чи можлива конденсація водяних парів на оголовку труби при температурі продуктів згоряння на виході з печі /уХ = 45'-86 °С, при висоті димової труби #тр = 3,5 м, для трехоборотного і пятиоборотного опалювального щитка, при різних коефіцієнтах надлишку повітря.

З табл. 13 видно, що конденсація водяних парів не відбувається на оголовку труби печі з трехоборотным опалювальним щитком. В той водночас в печі з пятиоборотным опалювальним щитком внутрішня поверхня оголовка може зволожуватися. Виняток становить лише режим горіння з коефіцієнтом надлишку повітря ат = 4, однак топити піч у такому режимі неекономічно. З цих розрахунків можна зробити висновок, що внаслідок занадто розвиненою тепловоспрінімающіе поверхні опалювально-варильної печі з пятиоборотным опалювальним щитком температура вихідних газів у заслінки виявляється заниженою порівняно з рекомендованими значеннями, що може призвести до конденсації водяних парів на оголовку димової труби. Тому такі печі переводити на газ не слід. Однак якщо піч з опалювальним пятиоборотным щитком знаходиться в хорошому стані, можна з'єднати третій канал щитка з димовою трубою (зробити його трехоборотным) і таким чином пристосувати її до роботі на газоподібному паливі.

    

 «Побутові печі, каміни та водонагрівачі» Наступна сторінка >>>

 

Інші книги розділу: Кладіть печі самі Будівництво будинку Червона цегла Будівельні розчини