Искусственная тяга и аэродинамическое сопротивление ТГУ

В современных ТГУ при значительном снижении температуры уходящих продуктов сгорания и больших аэродинамических сопротивлениях применяют уравновешенную искусственную тягу с установкой дымососов и дутьевых вентиляторов. В этом случае основным назначением дымовой трубы является отвод продуктов сгорания в атмосферу на высоту, определяемую санитарно-гигиеническими и противопожарными требованиями.

В задачу расчета искусственной тяги входят выбор типа дымососов, их характеристик, конструктивных размеров дымовой трубы.

Аэродинамическое сопротивление на пути прохождения газов в газоходах ТГУ составляется из местных сопротивлений, зависящих от изменения сечений газоходов и их поворотов, и из сопротивления, возникающего вследствие трения и вследствие сопротивления пучков труб. Полное сопротивление газового тракта ТГУ, определяется после подсчета сопротивлений отдельных элементов установки их суммированием, Па:

где элементы, входящие в формулу, соответствуют сопротивлениям топочного оборудования; самого котлоагрегата; пароперегревателя; экономайзера; воздухоподогревателя; золоуловителей; шиберов и заслонок; газоходов (боровов); дымовой трубы. Сопротивление топок оборудованных дутьем, преодолевается при помощи вентиляторов, на долю же тягового устройства приходится лишь создание небольших разрежений в топочном пространстве (20-40 Па). При сгорании топлива без дутья необходимое разряжение в топке должно быть в пределах 40 - 80 Па.

Все сопротивление принято делить:

· сопротивление трения при течении в прямом канале постоянного сечения;

· местные сопротивления, связанные с изменением формы или направления канала;

· сопротивления поперечно омываемых труб.

Потери напора на трения, Па , определяются:

,

где l - коэффициент трения, зависящий от характера движения потока; l - длина участка, м; d_э- эквивалентный диаметр участка, м; w - скорость газов на участке, м/с; r - плотность газов, кг/м³;

Сопротивление отдельных элементов ТГУ, которые зависят от местных сопротивлений, Па:

,

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Значение коэффициента при поворотах для наиболее часто встречающихся в котельной практике случаев:45^о - 0,5; 90^о - 1;135^о -1,5; 180^о –2.

Для ориентировочных подсчетов аэродинамических сопротивлений могут быть рекомендованы следующие эмпирические выражения:

для паровых ТГ:

,

где D_н - паропроизводительность, кг/ч; Н_к - поверхность нагрева, м²; a_к - коэффициент избытка воздуха из ТГ;