PROIECTAREAUhI-EICALDARINE CU ARZATORSaseefectuezecalculultermicsi fluido-dinamicaI rmeicaldarinecuatzatorcu urmatoriiparametrii:t'- debihrl caldurii:- presiuneacaldurii:- temperaturaaburului safurat:- temperaturaapa alimentare:- randamentulcladirii:- coeficientulde exces de aer:- compozitiaprocentualaa combustibiiului:- carbon:ci:82,5o/o -l 87,5olo- hidmgen: hr : 10% + l2o/o- sulf:si : 0,4o/o + 0,650/o- azot:tti : A,4Yo:. A,65Yo- oxigen:o;: 0,5olo + 4,75o/oW: l,lo/o + l,4YoA-:3850 ke/hP":7.5bari f"tu.:200 o CLu: 40 "Ct20.78oh f//84.50%h:ll.lla/osi:0.50%4.520A0.68%hzo: l.43Yox:100.00%I1. CalculultermicPrincalculul termic deproiectarea unei caldarinenavalese determinadimensiunilefocmuluisi a suprafeteivaporizatoruluialstfel incatsa serealizezeo anumitaproductie de abur inparametriiprecizati.Calcululcantitatilorde aerdearderesi gazede ardere1.1.Putereacalorificainferioara a combustibilului:Qt =339.c, +1030 -ht-lag.(r, - s,)-2s.r2.hralwrnglQi: 40074.46 kJtkg1.2.Volumul teoretic de eer uscat neces*rarderii:r,.o:# [r.ru, #."r.u #+0.7.q#) L*'o rkscombfv"o:10.480m3*lkg comb1.3.Masa teoreticade aeruscat necesaraarderii:G: = =+.(, uu, . !2* B +* (":-=^"')'l U,g r t g comb l" 0.232 [ too100loo )'"Guo =13.551kglkg comb1.4.Volumulteoreticdeaerumed:f !^^ = (t + o.ootot . x).r," f*', r rtgcamn)X:10glkgaeruscatcontinut de umiditateV"d"o:10.649m3.&g comb1.5.Volumul necesar deaeruscat necesararderii:Vo = d 'Y! L*'* / kgeomb)V":12.576 m3p1kgcomb1.6.Volumulreal de aerumednecesrrr arderii:Y,-a : d 'Y j^^ L*'* /*g comb]V"*i,:12.778 m3*lkgcomb1.7.Yotumul teoreticdegazetriatomice:vio. =v!o.+v!o, yf o, =1.867 .t9.affir=) [*'" /ks combfVRoro: 1.581m3ru&gcomb1.8.Volumul teoreticdegaze biatomice:v i' : o'79 'z'o + 0'8 # [-'" I kg comb] ,*ro : 8.283 m3*&g comb1.9.Yolumulteoretic degazearse uscate:V!, = Yf o, *Yi, L*'* I fu comblV*o =9.864 m351,&gcomb1.10.Yotumul teoretic a[ vaporilorde apadingazelede ardere:vi.o =r.244.("o'.!'''l+ 0.00161 .x .v: l*'r tkgcombln't' (1oo )X:10Vr,roo: 1.435m3*&g comb1.11.Volumulteoretic degazeumede:V!, = V!,. +Yi=o L*'. t ur comblV*o:11.299m3*/kgcomb1.12.Votumul real degazede ardereuscate:Vr,=V!,+(a-trr: L*'./kg comb)V*, =11.960m3xlkgcombl.l3.Yolumulreal de gazelordeardere:Y*, = vf, + (a -I) r""-r [*'- , or combf1.14.Masarealaa gazelorin urma arderii:M go = 1+ 1.306 Y: Vrg I kg comb)1.15.Densitateacontinutului de gazeumede:p=yftgt*,rfv'go1.16.Compozitia procentualaa gazelorde ardereanhidre:V*:13.429m3*lkgcombM*:1.137 kg/kgcomb1.17.Compozitia procentualaa gazelorde ardereumede:vfn, : 22.41 - :-f*i t xg ro*nfwt'z 12 .100v.!n, =22.41'_+- l"i t tg ,o*blnt/t 32 .100Co^ :vIo' '1ool%l.VEuso^ = Yfl' .toofv,l't/Rtrn. _ 0.2t.(a -t\'Y,o .too [%]"'- v*v !, + o.7e(")!;_. 100 [%]"r-V*,,oCO,"* =!q9]'100[%] .VgavOSOru*- fz't00 [%]vgao.zt.(q_-t).r! . roo [%]VgaCO2: l3.lgYoSOz:0.03%Az:3.68a/"Nz:83-10%I= 100.00%I =100.00%co2 t*=So2 u*:l1.71Yo0.03%oru'Oz *: 328o/oNz *: 74.010/"H2O"-:l0.94Yox-10N "o^ =r f, + o.l9:(a -1). Y,o . loo [%]'vgaH 20 =vfro + 0.0016!-'x '(a -t)"rr! .100 [%]Vgop:0.084? kg/m35vcoro:rr0 - vso2 -1.578 m3rlkg eomb0.004 m3*/kgcomh2. Calcululentalpieigazelorde ardere cu trasarea diagrameilg - t2.1. Entalpiagazelordeardere:I r,(a,t)= r| (r)+ (o - t)-r:,. (r) lW t t s)unde:- f* tt) - entalpiagazelordearderereztkatedin ardereateoretic;- Iou* (t) - entalpiaexcesuluideaer;t'* (t) = (c ir., . v fo, + c *, . Y i, + c X ro . v ; rr). t lxt t ttglIo*Q)=i*or'Vior*iruz' V j, + i*ro't1ro LkI I kg)unde: - Cnoz, Crz,Cruo By-'^] - caldurilemediispecificeintre0 si t I oC ] ale gazelortriatomicesi vaporilorde apa;I2* = c,,n 'Yoo* 't [w ttts]Il,* = iou -Y!,* l*l t tcslunde:- Cu* iHl#-k] - calduraspecifica a aeruluiumed;- i"* [kJl#y] - entalpiaspecificaa aeruluiumed;3. Calculul randamentuluisi consumuluide combustibil3.1. Variatiacoeficientuluideexcesdeaer in lungul canalelordegaze:Aa: 0,02 + 0,03u*: u,* Ao,As:0.020*=1.223.2. Randamentulcazanului:I =10A-(q* + eu. * e^),l :g2.934%unde:- q"u -pierderea de calduracu gazele de mdereevacuare; e"u =15.166%- q"o - pierdereade caldura prinarderechimicincompleta; ech : 0.900%- q"* - pierderea de caldura prinperetiicazanuluiin exterior; e* : 1.000%n -, = 9i.r00 = I *Q*'a*^)- I n'(to'a*).100 ["/"]I r,(u,t)= I\,Q)* (" - t) I:*(t) lt t t t slt", =340 o CIs (t- q"):6438.193kJ/kg- entalpiagazelor dearderedupaultimulschimbatorde caldurah =20 o CIru Go,o*) =36A.482kJ&g- entalpiagazelorde arderela temperaturadereferinta si la coeficientuldeexces de aerlaevacuare;t UxoquNzHito Cr*L863I.3071.5421.3433401.8901.3111.5511.3461.930 1.316 1.565 1.350t C"nozC"nlC"rzoC" r.1.6001.2951.494t32A201.640 129513161322r00 1.7001.295 1.050 t.325unde:- Qr [k&g] - putereacaloricainferioara a combustibilului;- t"" F C] - temperaturagazelorevacrulte;3.3. Caldurautila transmisaapei din cazan:e,,: d $'*i;f,nr ttlunde: - A-: d:3850kg/h:1-069444kgls- i':inzo(t=340"C) tk ksl - entalpiaaburului satmat;- io"= ires(t=20'C)ftilkgl- entalpiaapeide alimentare;3.4. Consumuldecombustibil:g = -9n-Ws trj'l .o.1004. Calcululfocarului4.1. Temperaturateoretica dinfocar:r r.(t,,a)= n, Y#-+ a.IlQo)lw tt sl300400f* 6+oy: 5463.701 kJ&gf* qs+o) : 4872.460krkgto* 1t;: 3a4J7zkJkgIosuft): zlt.547wtkgQ*: 69A.7D tJ/si':673kJlkgiu,:27k#kgB:0.021kdsI* (tt, a):4O052.41kJkgunde: - Is" (tba) - entaipiagazelor de arderecorespunzatoaretemperafurii teoreticesicoefieie.ntul deexcesde aer;- Qi - puterea calorica inferioara a combustibilului;- q"1- pierdereaprocentualade caldura prinardere chimicincompleta;- I0s.(t0)- entalpiaaeruluiteoreticnecesararderii unitatiide combustibil la temperaturamediuluiambaint;1i (r. )= C, .V:,* . h W I ksl f" (h): 282.186kJtkgunde:- C, kJl#" K]- calduraspecificamedie la p : ct a aeruluiCu =1.325uv#^ x- Vo" * - volumulteoretic de aerumed;- h f Cl - temperaturamediuluiambiant;- q f Cl - se determinadin diagramaI - t;4.2.Temperaturagazelor dearderela iesireadinfocar:I r, (t,,a)- t r,0 ,,o)= ft o, lw t wl698.510 kJ/s1.13h: 20t:1875Qr =196.30i kJlss:0.794 mR:0.400mr=0.150 mG-0300 mh:0.17s mH:0.450 mVr:0.1f 4 -'Ar:0.518 ,r]ococI* (too) = 30605.38kJlkg- Is. (L a) - entalpiagazelorde arderecorespunzatoaretemperaturiide iesiredin focartsi coeficienhrl de excesde aerdin focar;- qr* [%] - pierdereaprocentualade calduraprin peretiifocarului;q[ =0.4's*l%] q' = o.4oo%- consider:tr=1720 o C4.3.Cnntitateade caldura realizataprinracireagezului de la t6lat :g, = B .lt * {r,,o)- t,, (t,,o)- * r,7Vt t rl4.4.Cantitateade caldura realizataprin racireagazuluidela tl la t"*:Ie, = B-1, r,Q,,o)- t rok*,a*)-n^i{[ .o,fW t,1 ez = 502.20ewrcL IUV JEsteindeplinitaconditia:Q, = Q, + g,lW t sl690."119kJ/s = Q, =l"+3,00=4.5. Grosimeastratului radiantal flacarii:VS = 3.6.J- l*1arSeconsiderafocarulavandformarmui kunchi decon:- razamare:- razamica:- generatoareaaproximativa:- inaltimea arzatorului:- H [m] - inaltimeafocarului;unde:- Vr t*'] - volumulfocarului;Vr : Ar'H- + frn't - zuprafataderadiafie a focarului;4.6. Coeficientulde atenuare a intensitatii radiatiei datoritaparticulelorde funingine:' .u l2-o.sl? r.tbarmf Kr=0.03(r-")[, looo )h,Kr=0.410 llbarmunde: - pnzo [bar] - presirmeapartiala a vaporilorde apa;- pnoz [bar] - presiuneapartiala a gazelordearderetriatomice;4.8. Factoruldeemisie a partii luminoasea flacarii:- r-(r, *r7 )p-".f,r=L-e'4.9. Factorulde emisie a partii neluminoasea flacarii:' - *)o'"fz=l--e-t"4.10. Factoruldeemisie a flacarii:tfl =fi'ert+(t_ o)'en,unde:- ro - fraetiuneadin volumulfocaruluiccupatdepartealuminoasa4.11.Coelicientuldepozitiea maximuluidetemperaturadinfocar:M:a-b'xunde:- coeficienticedepinddenaturacombustibililorlichizi:focarului;1x--.h,Hunde:-H [m] -inaltimeafocarului;- hr [m] - inaltimea de amplasarea arzatorului;4.12. Coeficientuldemurdarirecu mrsa refractaraa focarului:- pentrupacura:- x - amplasarearelativaa maximuluide temperatrradin focarin raportcuinaltimeaenr: 4.46264erc: 0.256170.375900,58M=0.4980.54b:0J00.210H:0.450 mhr =0.095 m( =0.ss04.13.Coeficientulce tine contdeschimbul de caldura dintre focarsi gazelede ardere:B: (0,6 - 1,0 )p: 0.6004.14.Coeficientulde elicientatehnicaal focarului:\l,:'p4.15.tr'actorulde emisie al focarului:0.3300efl',r+{-er).ryEr:0-646044.16.Cantitateade caldura prin racireagazelorde la temperaturateoreticapanalafemperaturade iesiredin focar:/\_Ar.5.76.10 r .rr.t.r-tl .M.10-3Ylcalc -l' \z,tl', -r I .-LX(.', ) M24.17. Eroareade calcul:lo, - o,*,"1I =#.100 < ZV"[Y,)8,5. Calculul vaporizatorului5.1. Catduraschimbataprinconvectie:Qt= 502.209kJls5.2. Suprafatade schimbde caldura:g = *22 -- l*'1K.AT. " , Adopt:unde:- K tW#Kl - coeficientglobal de tansfertermie;- AT- - diferentamedie logaritmicade temperatura;Qr *6 : 198.081kJ/s3.AAo/nA:8.881A:9.000Concluzie:Deoareceeronreaestemai mica decat37o, calcululestecorect.2m2m5.3. Diferentamedie logaritmicade temperatura-Curgerealluidului in echicurent:AT*r, : ts- tn1700 o KAT-6=t*-t6320 oKaT, = ar*-;Ar* [r]1r,.^"*Afl.inaT*=826.316 "Kunde:- a1 ;Wm2f] - coeficientde transfertermic dela gazeTe deardereIaperetii tevilor;- uz IW/m'?K] - coeficient de hansfertermic de la peretiitevilor la fluidulrece;La suprafata de schimbde caldurarealizatadin teviprininteriorul caroracircuia emulsie5.4. Coeficientulglobal de transferde ealdura:lr^-rK =_ff lm, K)--reat 11 |_+-ara2delungimearelativa.Lacurgerealongitudinala:d*o:4's 7*luunde:- S [*1 - ariasectiuniilibere;- u [m] - perimetrulspalatde gaze;d,, = 0.23 ^ (*' 1*rlo*.p.0.0. c,'9,'c, fu t*rx)-(: (u ) d*,In functie de t* se citescdintabelev, I, Pr, c,,c6, c*, ="-'* l"K),,2Kour: 68.43533 WmzK11_