12 амалий машғулот: Ўтхонаси девори нурланувчан трубали печни ҳисоблаш

12 - АМАЛИЙ МАШҒУЛОТ:
ЎТХОНАСИ ДЕВОРИ НУРЛАНУВЧАН ТРУБАЛИ ПЕЧНИ ҲИСОБЛАШ
Бошланғич шартлар: хом-ашё сарфи G=1900 т/сут;
Хом-ашё бошланғич ва охирги температуралари мос равишда Т₁ =453 К ва Т₂ =623 К.
Хом-ашё зичлиги (293 К температурада) .
623 К температура ва босимда хайдалган хом-ашё массавий хиссаси е=0,6.
Хайдалган маҳсулотнинг 293 К даги зичлиги .
Бир марта буғлатилган колдик зичлиги
Ёқилғи таркиби: СН₄ - 98%, С₂Н₆ - 0,3%, С₃Н₈ – 0,2%, Н-С₄Н₁₀-0,1%, СО₂-0,3%, N₂ -1,1%, газ зичлиги 0,730 кг/м³.
Ҳисоблаш:
1. Ёниш жараёнини ҳисоблаш. Ёқилғининг қуйи ёниш иссиқлигини ҳисоблаймиз.

Изо-

Бу ерда: СН₄, С₂ Н₄ – ёқилғи таркибида мос компонентлар миқдори.

Ёқилғи таркибини массавий фоизларда ҳисоблаймиз.
Ҳисоблаш натижалари жадвалда келтирилган:

Компо- нентлар	Молекуляр оғирлиги Мi	Молекуляр улуши чi	Mi	Массавий %
СН4	16	0,980	15,680	95,84
С2Н6	30	0,003	0,090	0,55
С3Н8	44	0,002	0,088	0,54
Н-С4Н10	58	0,001	0,058	0,35
СО2	44	0,003	0,132	0,84
N2	28	0,011	0,308	1,88
	-	,000		100,0

Ёқилғи элементар таркибини ∙ массавий фоизларда аниқлаймиз.Ʃ

Ихтиёрий i – компонентдаги углерод миқдори:

Бу ерда: п_i - берилган компонентдаги углерод атомлари сони Углерод миқдори:
Водород миқдори:

Бу ерда:
mi- берилган компонентдаги водород атомлари сони.
Кислород миқдори:

Бу ерда Р-СО₂ молекуласида кислород атомлари сони.
Азот миқдори:

Бу ерда п- молекуладаги азот атомлари сони.
Текшириш:

1 кг газни ёқиш учун зарур ҳавонинг назарий сарфи.

Бу типдаги печлар учун ҳаво захира коэффициенти –

деб қабул қиламиз. Унда ҳавонинг хакикий сарфи:
ёки

1 кг ёқилғи ёниш маҳсулотлари миқдори:

Ёниш маҳсулотлари умумий миқдори

Текшириш:

Ёниш маҳсулотлари хажмий миқдорини аниқлаймиз.



Ёниш маҳсулотларининг умумий хажми:

Ёниш маҳсулотларининг зичлиги:
;
Турли температураларда 1 кг ёқилғига тугри келувчи ёниш маҳсулотлари энтальпиясини аниқлаймиз.

Бу ерда: Т- ёниш маҳсулотлари температураси;
- ёниш маҳсулотлари ўртача массавий ёниш иссиқликлари, (жадвалдан олинади).
Мисол учун ни аниқлаймиз.

2. Печнинг ф.и.к. и ,унинг иссиқлик юкламаси ва ёқилғи сарфи.

Печь ф.и.к.и қуйидаги формуладан аниқланади:

Бу ерда: - атроф-мухитга йўқотиладиган иссиқлик миқдори.

- тутун газлари билан йўқотиладиган иссиқлик миқдори;
деб қабул қиламиз. Тутун газларининг конвекцион камерадан чиқишдаги температураси, хом-ашёнинг печга киришдаги температураси Т₁ дан 120 К га юқори.

да q-T графигидан тутун газлари билан йўқотиладиган иссиқлик миқдорини аниқлаймиз.
Т,к
2600
2200
1800
1400
1000
600

0 10 20 30 40

Температура –энтальпия боғлиқлик графиги
ёки ёқилғининг қуйи ёниш иссиқлигига нисбатан улушлари.

Фойдали иш коэффициенти:

Печнинг тулик иссиқлик юкламаси:

Q_ф – фойдали иссиқлик миқдори.

Бу ерда G- печнинг хом-ашё бўйича иш унумдорлиги, кг/с.
Е=0,6 – Т₂=623 К да хом-ашёнинг печдан чиқишдаги хайдалган улуши;
- печдан чиқаётган маҳсулотнинг буғ хамда суюқ фазаси энтальпиялари (Т₂=623К да).
да хом-ашёнинг печга киришдаги энтальпияси.
Суюқ нефт маҳсулотлари ва нефт буғларининг энтальпиялари жадвалидан, бензинсиз нефт, хайдалган маҳсулот ва колдикнинг зичликларини билган холда аниқлаймиз:

Унда:

Бир соатда ёқилғи сарфи:
ёки
Радиант трубалар иситиш юзаси ва радиация камераси ўлчамларини ҳисоблаш
Радиант трубалар иситиш юзаси қуйидаги формула ёрдамида топилади:

Бу ерда: - радиация камерасида хом-ашё бериладиган иссиқлик миқдори;
- радиант трубалар иссиқлик юкламаси.
Иссиқлик баланси тенгламасидан:

Бу ерда: - утхона фойдали иш коэффициенти.
- радиация камерасидан чиқишда тутун газлари энтальпияси.
деб қабул қилиб, q-T графигидан аниқлаймиз
ёқилғи.
Олдин қабул қилинган иссиқлик йўқотилиши 6%, шу жумладан 4% и утхонада йўқотилсин.
ва
кЖ/с=10030 кВт
Радиант трубалар иссиқлик юкламасини кВт/м² деб қабул қиламиз.
Шундай қилиб, радиант трубалар юзаси:

Хом-ашёнинг радиант трубаларга киришдаги температурасини аниқлаймиз.
Трубалардаги нефт энтальпияси ни аниқлаймиз.

Демак,
Энтальпиялар жадвали бўйича Т_к=507 К лигини аниқлаймиз.
ўлчамли фойдали узунлиги бўлган труба танлаймиз. Радиант трубалар сони:

Икки каторли экранли икки томонлама нурланувчи алангасиз ёнадиган, трубалари шахмат тартибида горизонтал жойлашувчи ва 2 та пастки конвекцион секцияли печь танлаймиз. Экран трубалари жойлашув кадамини S=0,025м га тенг деб қабул қиламиз. У холда вертикал трубалар каторлари орасидаги масофа:

Нурланувчи девордан трубали экрангача бўлган масофа бўлиши лозим. d_T=1 деб қабул қиламиз.
Хар бир вертикал каторда 17 тадан труба жойлашади. У холда радиант камера баландлиги:

- бир вертикал катордаги трубалар сони;
- энг устки ва остки трубалардан пол ва шипгача бўлган масофа.

Радиант камера кенглиги:
Шипда радиант камера 2 томонидан 3 тадан труба жойлаштирамиз.
Радиация камераси хажми:

Печь утхонаси иссиқлик юкламаси:

ГБП га типидаги иссиқлик унумдорлиги га тенг горелка танлаймиз. Горелкалар сони:

Горелкалар сони:

Хар бир нурланувчи деворга 114 тадан гарелка, нурланувчи девор 19 та, баландлиги бўйича 6 та горелка жойлаштирамиз. Горелка ўлчами бўлганлиги учун, хар бир нурланувчи девор юзаси:

Икки нурланувчи девор юзаси:

Печнинг конвектив иситиш юзасини ҳисоблаш.
Конвекцион трубалар юзаси қуйидаги формуладан ҳисобланади:

Бу ерда: Q_к – хом-ашёга конвекцион трубалар орқали бериладиган иссиқлик миқдори.
K₁- иссиқлик узатиш коэффициенти;
- ўртача температуралар фарқи.
Конвекцион трубаларда хом-ашёга бериладиган иссиқлик миқдори:

Иссиқлик узатиш коэффициенти:

- тутун газлардан трубаларга иссиқлик бериш коэффициенти;
- уч атомли газларнинг нурланиш иссиқлик бериш коэффициенти.

с=0,33 - шахмат тартибидаги трубалар учун доимий сон.
- трубалар катори сонига боғлиқ доимий.
- тутун газларининг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти.
Re ва Р_ч критерийлари тутун газлари ўртача температураси бўйича аниқланади. Газ тезлиги энг тор жой учун аниқланади.
Конвекция камерасида фойдали узунлиги , ташки диаметри d_H =102 мм девор қалинлиги 6 мм ли трубалар урнатилади. Хар бир камерада хом-ашё бир оқими учун змеевик урнатилади. Унинг 1 горизонтал каторида шахмат тартибида 4 тадан труба урнатилади.
( кадами S=172 мм)
Газ утадиган энг тор йулак кесимини ҳисоблаймиз.


Шу кесимда газ тезлиги:

Бу ерда: - тутун газлари ўртача температураси.
M=2- параллел ишловчи камералар сони.

Re ва Р_ч критерийларини аниқлаш учун да тутун газлари зичлиги, қовушқоқлиги, иссиқлик сиғими, иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентларини ҳисоблаш лозим.
Динамик қовушқоқлик коэффициенти:

Бу ерда: М_ч, - тутун газлар молекуляр оғирлиги ва динамик қовушқоқлик коэффициенти;
- тутун газлари компонентлари молекуляр оғирликлари;
- тутун газлари компонентлари динамик қовушқоқлик коэффициенти;
- аралашмадаги тутун газлари компонентлари хажмий улушлари.

Тутунгазлари компонентлари	Мi	Mi;кг/кг Ёқилғи		Vi
CO2	44	2,69	0,142	1,37	0,0896
H2O	18	2,18	0,115	1,71	0,177
O2	32	0,23	0,012	0,16	0,0104
N2	28	13,84	0,731	11,07	0,723
Жами:	-	18,94	1,0	15,31	1,0

Тутун газлари зичлиги:

Кнематик қовушқоқлик коэффициенти:

Тутун газлари иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти:

Бу ерда - компонентлар иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти жадвалдан аниқланади.(8,430 б)

Тутун газлари иссиқлик сиғими:

- компонентлар иссиқлик сиғими (8,130 б)

					С
3,95	0,041	96	0,057	0,0051	1,16	0,165
3,17	0,027	118	0,072	0,0127	2,15	2,247
0,33	0,045	7,4	0,063	0,00066	1,05	0,013
20,2	0,037	550	0,057	0,0412	1,12	0,821
Мч=27,7	-	771,4	-		-	Сч=1,23

Уч атомли газлар нурланиш иссиқлик бериш коэффициенти.

- тутун газлар ўртача температураси, уч атомли газлар ютилиш кучи ва девор температураларига боғлиқ холда (5,478) номограммадан аниқланади. Бунинг учун дастлаб тутун газлар ўрта логорифмик температураси аниқланади.

Газни ўртача самарали қалинлиги (5,479) формуладан аниқланади.

Бу ерда: S₁ – труба каторлари орасидаги масофа.
Трубалар шахмат тартибида жойлашганлиги учун:

СО₂ нинг печ ичидаги парциал босими:

Сув буғларидан парциал босими:

Газ қатламида СО₂ ва Н₂О нинг ютиш кучи.

Конвекцион трубалар девори температурасини хом-ашё ўртача температурасининг 35 К юқори қабул қиламиз.

(5,478б) номограмма бўйича:

У холда:

Умумий иссиқлик узатиш коэффициенти:

Грасгоф формуласи бўйича ўртача температуралар фарқи аниқланади.

Бу ерда:

Шундай қилиб, конвекцион трубалар иситиш юзаси:

Конвекцион камерадаги трубалар сони:

Бирта камерада:

деб қабул қиламиз. У холда бир камерада вертикал бўйича трубалар сони:

Конвекцион камерада трубалар эгаллайдиган баландлик: