Оценка температурных градиентов в нагреватели

Используйте этот метод для прогнозирования температуры дымовых газов оставляя сияющий разделе прямых топливе процесс нагревателя.

где: Q ^ г ^ к югу является общей обязанностью сияющий, Btu / ч (альфа) ф ^ ^ к югу эквивалентна области холодной поверхности самолета, м ^ ^ SUP 2, F является общий коэффициент обмена; T ^ подпункт г ^ является температуры дымового газа, R и T ^ ^ т к югу температура металлической трубы, Р.

Этот метод подходит для приложений, где нагревателя катушки конвекции-секции подогрева затем лучистой раздел, в котором при дальнейшем нагревании происходит. Тем не менее, это может быть неподходящим, где Существуют две или более отдельных услуг, один в светлое раздела и один или более конвекции разделе.

В первом случае полного поглощения тепла для лучистого и рулоны конвекции будет примерно одинаковой, независимо от лучистой разделе температура на выходе, как правило, называют BridgeWall температуры. Если BridgeWall температура выше, чем ожидалось, сияющий сечение поглощения будут относительно низкими и конвекции сечения поглощения относительно высока, и полное поглощение будет таким же, как если бы BridgeWall температуры были ниже, чем ожидалось. Во втором случае, например, когда сияющий раздел состоит из катушки и процесс конвекции раздел состоит из катушки парогенераторостроние и обе катушки и пара поколения пошлин должно быть гарантировано, ошибка в предсказал BridgeWall температуры приведет к с ошибкой в один или оба предсказал обязанностей, а также гарантированная эффективность обогревателя.

Очевидно, что метод более точного предсказания BridgeWall температуры необходимо не только для точного прогнозирования поглощения тепла, но и удовлетворительно предсказывать фильм температуры, температуры металлической трубы и тугоплавких температур в обоих разделах сияющей и конвекции.

Расчет температуры лучистого сечение выхода

Лучистый поток

Лучистой разделе нагревом традиционно размера на основе среднего потока, которая определяется как сумма тепла, передаваемого в БТЕ / ч, деленный на общую внешнюю поверхность лучистого виток в м ^ 2 ^ SUP. Средний поток выбранного обычно колеблется где-либо от 8000 до 12000 Btu / SUP h.ft ^ ^ 2 для жидких углеводородов и паров с 10000 используются наиболее часто.

Для определения размеров сияющий топки, высоты к диаметру, L / D, или высоты к ширине, L / W, должен быть закреплен. Обычно используется соотношение 2,5. Диаметр трубы и трубки расстояния должны быть фиксированными, последние обычно равна 2 или 3 диаметров трубы.

Вертикальные цилиндрические обогреватели

Типичных вертикальных цилиндрических Нагреватель состоит из вертикальной цилиндрической трубки катушки при поддержке тугоплавких и несколько в центре очага горелки стрельбе вертикально вверх внутри трубки окружность (рис. 1). Горелки кластера в очаге ведет себя как вертикальные струи, имеющие общий диаметр равный внешний круг горелки. Длина - к диаметру обычно находится в диапазоне от 2 до 3, с 2,5 время широко используются.

В отличие от широко используемых постоянной температуры топки модель, предложенная модель предсказывает, здесь самые различные вертикальные температуры дымовых газов, градиент, например, что температура дымовых газов оставляя сияющий разделе варьируется в зависимости от топки L / D отношения, общая высота топки, горелки и скорости, а также факторов, определяющих топки температура в топке постоянной температуры модели. Как показано в таблице 2, предлагаемая процедура расчета лучистого сечения выхода температуры для больших, 100 миллионов Btu / ч обогреватель, которые варьируются от 1177 градусов F в 1587 градусов F в зависимости от L / D и общая высота, высокая температура, связаны с низкой габаритной высотой и L / D. Это согласуется с фактической эксплуатации печи, и поэтому верховенства пальца используются печи дизайнеров является то, что чрезмерно высокие L / D и высоты печи следует избегать вертикальных цилиндрических нагреватели, чтобы избежать неудовлетворительной работы.

Таблица 2 показывает, что при L / D составляет 3,5, а высота нагревателя топки в 80 м, температура дымовых газов оставляя сияющий разделе лишь 1177 градусов F, в то время топки постоянной температуре модель предсказывает равномерной температуре около 1700 градусов F. Предлагаемая модель показывает, что уходящий температуры дымовых газов приближается к температуре трубки катушки, как L / D и увеличение высоты печи, так что это вполне возможно, что для очень мощных обогревателей температура дымовых газов в верхних частях топки могут быть слишком низкой для передачи тепла в процессе катушки.

нагреватели Горизонтальные трубы кабины

Типичным кабины горизонтальной трубы нагревателя состоит из топки прямоугольного сечения с тугоплавких поддерживаемых горизонтальных труб на тротуар, то на крыше, и, реже, на очаг (рис. 2). Один или несколько рядов горелок приведены на оси очага и огня вертикально вверх между рядов трубок. Как и в вертикальных цилиндрических нагреватели, в салоне обогреватель существует значительная разница между температура на выходе топки для обогревателей с высокой и низкой L / W и соотношения высоты топки.

Таблица 2 показывает, что предложенная модель и методика расчета показывают 200-300 градусов F снижение температуры на выходе топки, как L / W возрастает от 2,5 до 3,5. Похоже, что нет никаких убедительных причин для ограничения топки L / W до 2,5 для рулонов с трубы металла температуры 1000 градусов F или меньше, так как даже при L / W 3.5, топки температура не приближаются к металлической трубе температуры. Поскольку нагреватель стоимость имеет тенденцию к уменьшению с увеличением L / W, так же как и след печи, есть определенный стимул для максимизации L / W.

Другие типы обогревателей

Вертикальные цилиндрические и кабины нагреватели обсуждали здесь основан на использовании огнеупорных поддерживаемых трубки катушки уволили только с одной стороны и действуют на металлической трубы температуры 1000 градусов F или ниже. Эта категория включает обогреватели, которые используются на нефть, вакуум, коксующегося и горячей нефти. Тем не менее, процедуры, описанные здесь, с небольшими изменениями, не распространяются на другие механизмы, а, например, одной строки катушки выстрелов с обеих сторон, двухрядные катушки выстрелов с обеих сторон, и так далее.

Заключительные замечания

L / D или L / 2,5 Вт чаще всего используется в выстрелов дизайн отопителем, по всей вероятности, было соотношение используемых в нагреватели рассмотрены Лобо и Эванс в разработке своих процедур расчета (1). В таблице 2, температура на выходе дымовых газов рассчитывается с использованием метода, предложенного здесь, L / D отношение это 2,5 градуса F 1582 для вертикальных цилиндрических нагревателя и 1518 градусов F для кабины нагреватель. Это сопоставимо с 1600 F ° и 1700 градусов F по тем же нагреватели использованием Лобо - Эванс метод (1). С Лобо-Эванс метод сказал соотнести производительность среднее отклонение 5,3%, а максимальное отклонение на 16%, похоже, что оба метода дают примерно одинаковые результаты при L / D или L / W отношение 2,5, а не обязательно в большей или меньшей отношений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лобо, мы и JE Эванс, "Теплообмен в разделе Излучающие нагреватели нефти", Труды Американского института инженеров-химиков, 35, с. 743-778 (1939).

2. Перри, RH, Д. Грин, ред., "Справочник инженеров-химиков," шестое издание, McGraw-Hill, стр. 10-65 (1984).

ALAN CROSS, консультант

ALAN крест консультант, специализирующийся на тепловых, гидравлических и механических конструкций всех видов тепло-передачи оборудования и нагреватели (73-34 двести сорок четвёртых ул Литл-Нек, штат Нью-Йорк 11362, телефон: (718) 224-1009, E- - почта: <a href="mailto:across8588@aol.com"> across8588@aol.com </ A>). Он обладает более чем 30 летний опыт работы в выстрелов подогрева дизайн, в первую очередь с "АББ Ламмес тепла. Он БХЭ от Городском колледже Нью-Йорке и MSChE от политехнический университет Нью-Йорк. Он является членом AlChE.