KOTEL NA SPALOVÁNÍ DŘEVA S HNĚDÝM UHLÍM (VÁHOVÝ POMĚR 50/50), 30 T/H

Transkript

1 VYSÉ UČENÍ ECHNICÉ V BRNĚ BRN UNIVERSIY F ECHNLGY FAULA SRJNÍH INŽENÝRSVÍ ENERGEICÝ ÚSAV FACULY F MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSIUE EL NA SPALVÁNÍ DŘEVA S HNĚDÝM UHLÍM (VÁHVÝ PMĚR 50/50), 0 /H SEAM BILER FR BURNING MIX F WD AND SUB-BIUMINUS CAL (MIXING 50/50), 0 /H DIPLMVÁ PRÁCE MASER S HESIS VEDUCÍ PRÁCE AUHR VEDUCÍ PRÁCE SUPERVISR Bc. JIŘÍ CHMELÍČE doc. Ing. ZDENĚ SÁLA, CSc. BRN 01

2

3 Vyoé učení technicé v Brně, Faulta trojního inženýrtví Energeticý útav Aademicý ro: 01/01 ZADÁNÍ DIPLMVÉ PRÁCE tudent(a): Bc. Jiří Chmelíče terý/terá tuduje v magiterém navazujícím tudijním rogramu obor: Energeticé inženýrtví (0105) Ředitel útavu Vám v ouladu e záonem č.111/1998 o vyoých šolách a e Studijním a zušebním řádem VU v Brně určuje náledující téma dilomové ráce: v anglicém jazyce: otel na alování dřeva hnědým uhlí (váhový oměr 50/50),0t/h Steam boiler for burnig mix of wood and ub-bituminou coal(mixing 50/50).5t/h Stručná charateritia roblematiy úolu: Navrhněte otle na ombinované alování čitého dřeva hnědým uhlím v oměru 50/50.Parametry otle: arní výon 0 t/h,tla řehřáté áry 5 MPa,telota řehřáté áry 450 C Cíle dilomové ráce: Návrh uořádání loch a jejich dimenzování. eelný výočet V ýočtový rojet

4 Seznam odborné literatury: Černý V.,Janeba B.,eyler J.: Parní otle,technicý růvodce, SNL Praha Dlouhý.: Výočet otlů a alinových výměníů, ritum ČVU v Prřaze Jandača J.:Miulí M.:echnologie re zyšovanie energeticého otenciálu biomay,isbn Vedoucí dilomové ráce: doc. Ing. Zdeně Sála, CSc. ermín odevzdání dilomové ráce je tanoven čaovým lánem aademicého rou 01/01. V Brně, dne L.S. doc. Ing. Zdeně Sála, CSc. rof. RNDr. Mirolav Douovec, CSc., dr. h. c. Ředitel útavu Děan faulty

5 ABSRA ato dilomová ráce e zabývá ontručním a výočtovým návrhem otle na alování dřeva a hnědého uhlí. Práce je rozdělena do něolia čátí. Nejrve jou rováděny techiometricé výočty a entalicé výočty vzduchu a alin. Dále je vyočítána teelná bilance otle, ráty otle a je tanovena teelná účinnot otle. Po návrhu alovací omory je roveden její teelný výočet. Potom jou navrhovány rozměry tahů a jednotlivé výhřevné lochy. Na onci výočtu e ontroluje celová teelná bilance. líčová lova: otel, dřevo, hnědé uhlí, výarní, řehřívá, ráty otle, účinnot otle ABSRAC hi mater thei deal with the contructional and calculation deign of the boiler for burning wood and ub-bituminou coal. he wor i divided into everal art. Firt, toichiometric calculation and enthaly calculation of air and flue ga are erformed. It i calculated heat balance of the boiler, the boiler loe and the thermal efficiency of the boiler i determined. After deigning the combution chamber thermal calculation i made. hen, the dimenion and individual heating urface are rooed. At the end of the calculation are controlling the overall energy balance. eyword: boiler, wood, ub-bituminou coal, evaorator, uerheater, loe of boiler, boiler efficiency

6 BIBLIGRAFICÁ CIACE CHMELÍČE, J. otel na alování dřeva hnědým uhlím (váhový oměr 50/50), 0t/h. Brno: Vyoé učení technicé v Brně, Faulta trojního inženýrtví, Vedoucí dilomové ráce doc. Ing. Zdeně Sála, CSc..

7 PRHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jem tuto dilomovou ráci vyracoval amotatně za omoci vedoucího dilomové ráce doc. Ing. Zdeňa Sály, CSc. a odborného onzultanta Ing. Pavla řemíného a uvedl jem všechnu oužitou literaturu a jiné odlady. V Brně dne odi

8 PDĚVÁNÍ Děuji vedoucímu mé dilomové ráce doc. Ing. Zdeňu Sálovi CSc. a anu Ing. Pavlu řemínému za odborné vedení, cenné rady a užitečné řiomíny ři řešení výočtu a taé za oytnutí otřebných odladů. Děuji taé vé rodině, terá mě odorovala během celého tudia.

9 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím bah 1 Úvod... 1 Parametry otle a ložení aliva... 1 Stechiometricé výočty Minimální objemy vzduchu a alin z rvového rozboru aliva Součinitel řebytu vzduchu a objemy vzduchu a alin Entalie vzduchu a rodutů alování eelná bilance otle elo řivedené do otle Ztráty otle a teelná účinnot Výrobní telo áry a množtví aliva Výočet alovací omory Výočet ohniště z hledia řenou tela Určení adiabaticé teloty v ohništi Poměrná telota alin Součinitel M Boltzmannovo čílo Stueň černoti ohniště Množtví tela odevzdaného v ohništi do těn Výočet teloměnných loch Naájecí voda Přehřívá Přehřívá Přehřívá Závěné truby Výarní Eonomizér Celové otřebné telo Přehled... 7 Výočet I. tahu... 8 Mříž Součinitel řetuu tela Součinitel řetuu tela onvecí Součinitel řetuu tela áláním ro zarášené aliny Celový oučinitel řetuu tela Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z mříže Výočet II. tahu Součinitel řetuu tela ro membránové těny

10 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím onvecí ro odélné roudění Sáláním ro zarášené aliny Celový oučinitel řetuu tela Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z II. tahu Návrh hlouby III. tahu Výočet výyy mezi II. a III. tahem Součinitel řetuu tela ro membránové těny onvecí ro odélné roudění Sáláním ro zarášené aliny Celový oučinitel řetuu tela Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z výyy Výočet III. tahu I. čát Přehřívá Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výočet membránových těn Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výočet závěných trube Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z 1. čáti III. tahu Výočet III. tahu II. čát Přehřívá Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výočet membránových těn Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výočet závěných trube Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela

11 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 1.4 Výledná telota alin na výtuu z. čáti III. tahu Výočet III. tahu III. čát a IV. tahu Přehřívá Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výočet membránových těn Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výočet závěných trube Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z III. čáti III. tahu a čáti IV. tahu Výočet IV. a V. tahu Eonomizér Součinitele řetuu tela onvecí ze trany alin Součinitel řetuu tela áláním ro zarášené aliny Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z eonomizéru hřívá vzduchu Součinitele řetuu tela onvecí ze trany vzduchu Součinitele řetuu tela onvecí ze trany alin Součinitel rotuu tela Výledná telota alin na výtuu z ohříváu vzduchu ontrola teelné bilance Závěr Seznam oužité literatury Seznam obrázů Seznam tabule Seznam oužitých zrate a ymbolů... 9 Seznam říloh

12 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 1 Úvod Důvodů roč alovat biomau uhlím je něoli. Jedním z nich je úrava šodlivin v alivu, dále tandardizace aliva a nařílad odora ři využití obnovitelného zdroje energie omocí tzv. zelených bonuů. Jeliož má biomaa nízý obah íry, organicého duíu a oela, lze očeávat ři jejím olualování uhlím nížení emií ja lynných ta evných šodlivin oroti alování amotného uhlí. Vyšší obah rchavé hořlaviny olu nízou oelnatotí u biomay řiívá e nížení ráty mechanicým nedoalem. [4] Předmětem odory ři alování biomay olečně uhlím je výroba eletřiny a tela. onrétně e jedná o ategorie S1, S a S v roceu olualování biomay a neobnovitelného zdroje. yto ategorie jou uvedeny ve vyhlášce č. 477/01 o tanovení druhů a arametrů odorovaných obnovitelných zdrojů ro výrobu eletřiny, tela nebo biometanu a o tanovení a uchovávání doumentů. ato vyhláša definuje ojem olualování. Je to olečné alování v zařízeních, de dochází míení různých druhů aliva v jednom toeništi, nebo řed vtuem do toeniště, řičemž fyziálně je možné rozlišit energii vznilou álením měi ouze na záladě arametrů jednotlivých lože aliva, jaými jou nařílad hmotnotní odíl, vlhot, výhřevnot, obah oelovin, oměr uhlíu a duíu. [5] Vývoj využití olualování biomay foilními alivy v Čeé reublice oiuje náledující obráze. br. 1.1 Výroba eletřiny z ZE [] 1

13 Bc. Jiří Chmelíče Parametry otle a ložení aliva otel na alování dřeva hnědým uhlím Parní otel je navrhován jao roštový ro alování čitého dřeva a hnědého uhlí, řičemž váhový oměr míení je 50/50 dřevo/hnědé uhlí. Zadané arametry otle jou: výon otle 0t/h tla řehřáté áry 5 MPa telota řehřáté áry 450 C telota naájecí vody 105 C Složení čitého dřeva: r Q i C r N r S r A r H r r W Cl r [MJ/g] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 11,1 1,95 0,0 0,1 0, 4,0 8,68 5 max. 0,0 ab..1 Složení čitého dřeva Složení hnědého uhlí: C r N r S r A r H r r W [MJ/g] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 16,9 4,77 0,5 0,84 9,1,4 1,61 9,7 ab.. Složení hnědého uhlí Q i r Pro tanovení ložení nového aliva tačí jednotlivé hodnoty u čitého dřeva a hnědého uhlí zrůměrovat, jeliož jou v oměru 50/50. V dalších výočtech e bude uvažovat tímto vzorem aliva. Složení nového aliva: r Q i C r N r S r A r H r r W Cl r [MJ/g] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 14 7,6 0,8 0,49 4,70,68 1,15,5 max. 0,01 ab.. Složení nového aliva - výhřevnot aliva [J/g] C r - obah uhlíu v alivu [%] N r - obah duíu v alivu [%] S r - obah íry v alivu [%] A r - obah oela v alivu [%] H r - obah vodíu v alivu [%] r - obah ylíu v alivu [%] W - obah vody v alivu [%] Cl r - obah chloru v alivu [%] Q i r 1

14 Bc. Jiří Chmelíče Stechiometricé výočty otel na alování dřeva hnědým uhlím Počítané hodnoty (objemy a entalie) jou važeny na 1 g áleného tuhého aliva za normálních odmíne, tj. ři telotě 0 C a tlau 0,101 MPa. Vzorce jou odvozeny za ředoladu doonalého alování, řeto e ale oužívají i ři malém chemicém nedoalu, terý je dán normou otlových rát..1 Minimální objemy vzduchu a alin z rvového rozboru aliva Minimální množtví ylíu e álení 1 g aliva: min min r r r r,9 C H S 100 1,01 4,0,06, ,6 1,01,68 4,0 0,485 1,145 0,756 m /g,06 Minimální množtví uchého vzduchu e álení 1 g aliva: S VZmin min 100 0,756,6014 m /g 1 bjem vodní áry na 1 m uchého vzduchu: V H " 0,7 0,044 0,008 " c ϕ - relativní vlhot vzduchu, ϕ=0,7 - abolutní tla vodní áry na mezi ytoti ři dané telotě vzduchu c - celový abolutní tla vlhého vzduchu " Z [1] určíme veliot výrazu ro 0 C 0, 044 " Součinitel f ro výočet minimálního množtví vlhého vzduchu: " f 1 1 0,7 0,044 1,008 " c Minimální množtví vlhého vzduchu e álení 1 g aliva: VZmin f S VZmin bjem C ve alinách: C C,6 100, ,008,6014,71 m /g r C S 0,000 VZmin 1,01 7,6 0,000,6014 0,687 m 1,01 c /g 14

15 Bc. Jiří Chmelíče bjem S ve alinách: S 1, r S,06 bjem duíu ve alinách: N N,4 100, ,75 8,016 bjem argonu ve alinách: Ar 0,009 otel na alování dřeva hnědým uhlím 1, r N 0,7805 8,016 S VZmin Minimální množtví uchých alin: S min 0,485 0,00 m,06 S VZmin 0,7805,6014,811 m /g /g 0,009,6014 0,01m /g S min C S N Ar 0,687 0,00,811 0,01,568 m Maximální množtví C ve alinách: 0,687,568 C C ,40 % max S min Minimální objem vodní áry: H min H min 44, ,8 100 r H 4,0,68 4,0,4 100,4 100 Minimální množtví vlhých alin: S min min H 0min r Wt (f 1) 18,016,5 18,016 S VZmin /g (1,08 1),6014 0,8419 m,568 0,8419 4,787 m /g. Součinitel řebytu vzduchu a objemy vzduchu a alin Pro zamezení nedoonalého alování e zavádí alování vhodným řebytem vzduchu. Při nedoonalém alování vzniá oxid uhelnatý, reace otřebovává jen olovinu množtví ylíu a dodává jen třetinu možné energie. Naoa alování vyšším řebytem vzduchu zvyšuje omínovou rátu. V našem říadě je volen oučinitel řebytu vzduchu 1,. Množtví vzduchu a alin: vz β min VZmin 1,,71 4,869 m (1 β) VZmin /g 4,787 (11,),71 5,494 m /g /g 15

16 Bc. Jiří Chmelíče Sutečné množtví vodní áry: H H H min otel na alování dřeva hnědým uhlím (f -1) (β -1) S VZmin 0,8419 (1,008-1) (1,-1),6014 0,875 m bjemové čáti tříatomových lynů: r r R H S H C 0,00 0,687 0,157 5,494 0,875 0,159 5,494 Součet objemových čátí tříatomových lynů: r rr rh 0 oncentrace oílu ve alinách: 10 A μ r 0,157 0,159 0,851 X 10 4, ,8 g/m 100 5, X - rocento oela v úletu, z tabuly X = 50% Střední hodnoty rodutů alování ro různé oučinitele řebytu vzduchu jou uvedeny v náledující tabulce: β [-] 1 1,1 1, 1, 1,4 1,5 VZ [m /g],71 4,085 4,4547 4,860 5,197 5,5684 SP [m /g] 4,787 4,7500 5,11 5,494 5,866 6,49 H [m /g] 0,8419 0,850 0,8641 0,875 0,886 0,8974 r R [-] 0,1577 0,1454 0,149 0,157 0,1178 0,1108 r H0 [-] 0,19 0,1796 0,1687 0,159 0,1511 0,149 r SP [-] 0,500 0,50 0,06 0,851 0,689 0,547 μ [g/m ] 5,76 4,957 4,597 4,8 4,010,771 ab...1 Střední hodnoty rodutů alování. Entalie vzduchu a rodutů alování Entalie alin vznilých álením 1 g aliva a entalie minimálního množtví vzduchu jou vyočteny z hodnot uvedených v tabulce..1, výledné entalie jou uvedeny v tabulce.. ro různé teloty a různé řebyty vzduchu. Vzorový výočet je ro telotu 00 C a řebyte vzduchu 1,. Entalie minimálního množtví vzduchu: 0,804 d (f 1) 10 1,9 c c 0,0016 d c I VZmin S VZmin (ct) H 0 vz,6014 1, ,95 J/g /g 0,804 (1,008 1) 10 19,15 g/g 1,9 1,17 0, ,15 1,54 1,64 J/g c, c, c H0 - měrná teelná aacita [J/g] 16

17 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Minimální entalie alin ři =1 a telotě 00 C: I I I min min i i i min C C S S N N H 0 H min 0, ,00 610, , , ,96 J/g Entalie alin ři telotě 00 C a =1,: i Ar i Ar I I I min ( 1) I VZmin I 1887,96 (1, 1) 147,95 0,15 J/g Hodnota I e neuvažuje, jeliož nelatí náledující odmína: r 6 Qi 41,8 X A r 40,19 4,705 telota entalie lože alin měrné telo t C N H 0 S Ar c c H0 [ C] [J/m ] [J/m ] [J/m ] [J/m ] [J/m ] [J/m ] [J/m ] ,00 1, ,07 1, ,17 1, ,9 1, ,4 1, ,56 1, ,71 1, ,84 1, ,98 1, ,410 1, ,46 1, ,500 1,96 ab...1 Entalie lože alin a měrné telo t I SPmin I VZmin I SP (=1) I SP (=1,1) I SP (=1,) I SP (=1,) I SP (=1,4) I SP (=1,5) [ C] [J/g] [J/g] [J/g] [J/g] [J/g] [J/g] [J/g] [J/g] ,5 484,79 61,5 661,01 709,49 757,97 806,45 854, ,17 974,99 140,17 17,67 145,16 15,66 160,16 177, ,96 147, ,96 05,6 18,75 0,15 477,54 64, , 198,57 555, 75,57 951,9 150,9 48,64 547, ,95 506,05 44,95 495,56 746,16 996,77 447,7 4497, ,6 07,00 94,6 445, ,66 485,6 5157, , ,65 58, ,65 50,95 58,5 5740, , , ,04 416,45 540, ,68 60, 664, ,6 7471, ,6 4699, ,6 664, , ,5 804, , ,60 568, , ,41 797, 8500,0 906,8 955, ,04 804, , ,49 159,94 160, , , ,05 117,5 1505, , ,5 1844, , ,7 ab... Entalie alin a vzduchu 17

18 entalie [J/g] Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím telota [ C] ISPmin ISP(=1,1) ISP(=1,) ISP(=1,) ISP(=1,4) ISP(=1,5) IVZmin 4 eelná bilance otle 4.1 elo řivedené do otle Fyzicé telo aliva: br...1 I-t diagram vzduchu a alin Fyzicé alivo e očítá v říadě, že e alivo ředehřívá mimo otel. V říadě, že alivo není ředehříváno cizím zdrojem, e fyzicé telo uvažuje jen u aliv, teré lňují náledující odmínu: r r Qi 1 Wt,5,8 4, Podmína je lněna, roto e telota aliva bere t =0 C. Dále e určí hodnota měrného tuhého aliva, z náledujícího vahu. c c w r w t c 100 u w 100 r t, ,5 4,19 1,,167 J/g c w - měrné telo vody, c w = 4,19 J/g c u - měrné telo ušiny aliva, c u = 1, J/g 18

19 Bc. Jiří Chmelíče Potom e fyzicé telo aliva určí: i c t elo řivedené do otle: Q i r i otel na alování dřeva hnědým uhlím, ,5 J/g ,5 1404,5 J/g 4. Ztráty otle a teelná účinnot eelná účinnot e tanovuje omocí čatější neřímé metody, dy je určena omocí rát otle. Rozlišujeme něoli rát otle: ráta hořlavinou v tuhých zbytcích (mechanicý nedoal) ráta citelným telem tuhých zbytů ráta hořlavinou ve alinách (chemicý nedoal) ráta citelným telem alin (omínová ráta) ráta dílením tela do oolí Ztráta hořlavinou v tuhých zbytcích (mechanicý nedoal): Určí e oučtem jednotlivých rát hořlavinou v tuhých zbytcích, teré jou zůobeny obahem oílu ve alinách (ú) a roštovým roadem (r). Uvažuji návrat tuhých zbytů z výye mezi. a. tahem, a 4. a 5. tahem. ξ ξ MN ú MN r cú c cr c ú r X ú A 100 Q X r A 100 Q r r Q Q c c , ,5 4, , ,456 % 600 0,45 % ξ MN ξ MN ú ξ MN r 1,456 0,45 1,801% Q c - výhřevnot uhlíu Q c = 600 J/g c i - obah uhlíu v druhu tuhých zbytů [-] X i - oměr hmotnoti oela v druhu tuhých zbytů [-] Ztráta citelným telem tuhých zbytů: úletu. Je zůobena nevyužitým telem, teré odchází roadem ře rošt a oílem v ξ ξ ξ fi ú fi r fi X ú c X r c ξ fi ú ξ ú r fi r r A Q r A Q c c r ú t t r ú ,01 0,076 0,097 % 4,705 0, ,01% 1404,5 4,705 0, ,076 % 1404,5 t i - telota tuhých zbytů [ C] c i - měrné telo tuhých zbytů [J/g] 19

20 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Ztráta hořlavinou ve alinách (chemicý nedoal): Určí e ze tanovených emiricých hodnot. Je zůobena chemicou nedoonalotí alování, dy ve alinách zůtávají odíly alitelných lynů. Pro náš říad je voleno: ξ CN 0,75 % Ztráta citelným telem alin (omínová ráta): Jedná e o největší odíl na rátách otle. Čát nevyužitelného tela vznilého ři alování je odnášena do omína. ξ ξ (100 ξ MN ) c ( t 5,494 1,9 (140 0) (100 1,801) 1404,5 Q vz ) 6,414 % t vz - telota važného vzduchu, t vz = 0 C - telota alin za otlem, = 140 C Ztráta dílením tela do oolí: Určuje e odle záviloti na arním výonu otle a druhu nátěru olechování. Se zvyšujícím výonem tato ráta leá. Na záladě diagramu [1] je voleno: ξ SV 1,18 % eelná účinnot otle: η η 100 Σξ i 100 (ξ MN ξ fi ξ ξ ξ 100 (1,801 0,097 0,75 6,414 1,18) 90, % 4. Výrobní telo áry a množtví aliva Výrobní telo áry: Q V M (i i nv CN SV ) ) 8, (17,0 440,1) 97,49 J/,97 MW M - arní výon otle [g/] i - entalie řehřáté áry ro 5 MPa, 450 C [J/g] i nv - entalie naájecí vody ro 105 C [J/g] Množtví aliva řivedeného do otle: M QV 97,49 η 90,44 Q 1404, Sutečně álené množtví aliva (výočtové): M v M MN ,89 g/ 1,801 1,89 1 1,858 g/ 100 0

21 Bc. Jiří Chmelíče 5 Výočet alovací omory otel na alování dřeva hnědým uhlím Nejdříve je otřeba navrhnout rozměry alovací omory. Jou odvozené od lošného zatížení ohniště, teré je voleno q = 000 W/m dle dooručení. q M v Q S r i Rozměry alovací omory: M v Q S q r i 1, ,005 m Šířa a hlouba alovací omory jou určeny z vyočteného růřezu S alovací omory ta, aby bylo možné membránovou těnu vařit z výarníových trube o vnějším růměru 60 mm a raorů 0 mm. Výša alovací omory e volí na záladě teelného výočtu. Výtuní telota z ohniště e má ohybovat olem 850 ºC. Šířa alovací omory : a =,4 m Hlouba alovací omory: b = 4,05 m Výša alovací omory: c = 1,5 m Schéma alovací omory: br. 5.1 Schéma alovací omory Proječní ovrch těn včetně výtuního růřezu F F t t a c b c a b,4 1,5 4,051,5,4 4,05,074 m 1

22 Bc. Jiří Chmelíče Účinná álavá locha těn ohniště F F ú ú otel na alování dřeva hnědým uhlím a c b c a b x t,4 1,5 4,051,5,4 4,05 0,95 199,454 m F t - locha otrubované těny včetně výtuního otvoru x t - úhlový oučinitel trubové těny x t = 0,95 Ativní objem ohniště V 0 a b c,4 4,05 1,5 177,147 m 5.1 Výočet ohniště z hledia řenou tela Cílem teelného výočtu je určení třední teloty odchozích alin. Přeno tela e uutečňuje ředevším áláním, roto e onvece obvyle zanedbává. Vychází e z teoreticé adiabaticé alovací teloty, terá neuvažuje odváděné telo Určení adiabaticé teloty v ohništi elo dodané vzduchem Q I vz vz vz M v I vz c t 1, 0 40,6 J/m 4,86 1,858 40,6 60,961W c - měrné telo vlhého vzduchu ři telotě naávaného vzduchu elo vznilé álením aliva Q M v Q r i 1, Entalie alin ve alovací omoře I Q vz Q M Podíly lože celových alin ω ω ω ω ω ω N N v 6009,55 W 60, ,55 5,49 1,858,81 5,49 H H 0,875 5,49 C Ar S vz C 0,687 5,49 Ar S 0,51 0,159 0,151 0,01 0,0060 5,49 0,00 5,49 0, vz 1, -1 min,71 0,08 5,49 584,46 J/m

23 entalie [J/m ] Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Entalie alin ro 1500ºC I 1500 Σωi ii ω N i N ωh i H ωc i C ωar i Ar ωs i S I , , , , , ,08 1, ,16 J/m ω vz c t Entalie alin ro 000ºC I 000 Σωi ii ω N i N ωh i H ωc i C ωar i Ar ωs i S I 000 0, , , , , ,08 1, ,184 J/m ω vz c t y = 0,0001x + 1,4455x - 14, telota [ C] br I-t diagram alin Z vyočtené entalie alin ve alovací omoře I e omocí interolace určí adiabaticá telota ve alovací omoře z entalií ro teloty 1500ºC a 000ºC, nebo e určí z grafu 5.1.1, de je možné adiabaticou telotu vyočít omocí ojnice trendu. Adiabaticá telota ve alovací omoře je 1564,87ºC Poměrná telota alin Θ 0 0 a 1 a 1 M B 0 0 0,6 ϑ 0 abolutní telota alin na výtuu z ohniště [] ϑ a teoreticá telota ři adiabaticém alování []

24 Bc. Jiří Chmelíče elota alin na výtuu z ohniště otel na alování dřeva hnědým uhlím eoreticá telota ϑ a [ºC] e určí z užitečného tela uvolněného ři alování I u [J/g], teré e rovná entalii alin ři telotě teoreticé a oučiniteli řebytu vzduchu na onci ohniště 0. Nejrve je nutné zvolit telotu ϑ 0 [ºC] otřebnou ro ředběžný výočet dále uvedených veličin. ato telota byla zvolena ϑ 0 = 850ºC. Po té e doočte utečná telota alin na výtuu z ohniště. yto dvě teloty by e neměly lišit o více ja 50 ºC, v oačném říadě je otřeba zvolit jinou vtuní telotu nebo uravit výšu alovací omory. V mém říadě je rozdíl těchto telot 5,1 ºC, odmína je lněna. a 7, ,87 7,15 0 7,15 7,15 855,10C 0,6 0,6 a 0, M 1 0,59 B 0,60 0 elotě 855,10 ºC odovídá entalie 7151,19 J/g odle tabuly Součinitel M Závií na oloze maximální teloty lamene x l, terá e odvozuje od umítění hořáů, a na druhu alovaného aliva. Pro alování aliva na roštu je hodnota x l = 0. M 0,59 0,5 x l 0,59 0,5 0 0, Boltzmannovo čílo M 5,7 10 C 0,98711,858 11, ,7 10 0,475, ,0 v B0-11 ψ Ft a ϕ oučinitel uchování tela M v množtví aliva utečně áleného C třední celové měrné telo alin uchování tela 5,7ˑ10-11 Boltzmannova ontanta álání abolutně černého tělea ψ třední hodnota oučinitele teelné vodivoti těn F t celový ovrch těn ohniště a teoreticá telota lamene [] Součinitel uchování tela v 1, , ,4 1,18 v 0,60 ξ v η ráta áláním do oolí účinnot otle Střední celové měrné telo alin Iu I , C 11,449 J/g 1564, a 0 4

25 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím I u I 0 ϑ a ϑ 0 Užitečné telo uvolněné v ohništi I I u u Q 14184,47 J/g užitečné telo uvolněné v ohništi entalie alin na výtuu z ohniště adiabaticá telota lamene telota alin na výtuu z ohniště ξ MN - ξ 100 ξ CN MN - ξ fi Q vz 100-1,80-0,75-0, ,5 194, ,80 ξ MN ξ CN ξ fi Q vz Q elo řivedené do otle e vzduchem Q vz 61,55 M v ráta mechanicým nedoalem ráta chemicým nedoalem ráta citelným telem tuhých zbytů telo řivedené do otle e vzduchem telo řivedené do otle 61,55 194,9 J/g 1,86 Součinitel teelné efetivnoti těn ψ x ξ 0,95 0,45 0,475 x ξ úhlový oučinitel oučinitel zaneení těn ohniště Stueň černoti ohniště R a l (1 a l) Ft a a 0 0 a l R F t ψ 1- (1 a 0,69 l ) (1 ψ) 1 Plocha hořící vrtvy aliva na roštu R F t efetivní tueň černoti locha hořící vrtvy aliva na roštu celový ovrch těn ohniště 1,1 0,458 (1 0,458),07 1,1 1- (1 0,458) (1 0,475) 1,07 třední hodnota oučinitele teelné vodivoti těn R a b,4 4,05 1,1 m Efetivní tueň černoti lamene a l 1 e 1 e,1167 0,101,8588 0,458 oučinitel zelabení álání tla v ohništi, u otlů bez řetlaů e bere = 0,1 MPa účinná tloušťa álavé vrtvy 5

26 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Účinná tloušťa álavé vrtvy V,6 F V 0 F t Součinitel zelabení álání r 0 t 177,147,6,8588 m,074 ativní objem ohniště celový ovrch těn ohniště μ 10 1,75 0, ,5 0,0,1167 m χ 1 χ -1 MPa -1 oučinitel zelabení álání oovými čáticemi, = 1 χ 1 hodnota závilá na druhu aliva, χ 1 = 0,5 χ hodnota závilá na zůobu alování, χ = 0,0 Součinitel zelabení álání oílovými čáticemi μ 4 d 0 μ ,8 0,1 m -1 MPa -1 μ d třední hmotová oncentrace oílu ve alinách třední efetivní růměr čáteče oílu, d = 0 μm Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r r r 7,8 16 r,16 1,75 m ,7 r 1000 H 7,8 16 0, , ,7 0,851,16 0,088, MPa -1 r 0 objemová čát tříatomových lynů telota na onci ohniště účinná tloušťa álavé vrtvy celový arciální tla 5. Množtví tela odevzdaného v ohništi do těn Q ϕ I u I 0 (I u I ) 0,9870 (14184, ,19) 694,49 J/g o oučinitel uchování tela telo uvolněné ve alovací omoře entalie alin na výtuu z ohniště (ro 855,10 ºC) 6

27 Bc. Jiří Chmelíče Střední teelné zatížení těn ohniště q Q M F ú v otel na alování dřeva hnědým uhlím 694,49 1,858 64,666 W/m 199,45 M v F ú množtví aliva utečně áleného účinná álavá locha těn ohniště 6 Výočet teloměnných loch Na záladě ožadavů ro áru, vodu e navrhnou teloměnné lochy otle. Výočtové arametry jou telota, tla, entalie. Pro tento výočet je oužit rogram X Steam [6]. Po výočtu je možné etavit ilový diagram. br. 6.1 Pilový diagram (Q-t diagram) laové ráty jednotlivých teloměnných loch: Požadovaný tla řehřáté áry out [MPa] 5 laová ráta v řehříváu Δ [MPa] 0, laová ráta v řehříváu Δ [MPa] 0, laová ráta v řehříváu 1 Δ 1 [MPa] 0, laová ráta v závěných trubách Δ [MPa] 0,05 laová ráta ve výarníu Δ vý [MPa] 0 laová ráta v eonomizéru Δ eo [MPa] 0,4 la naájecí vody nv [MPa] 6,05 ab. 6.1 laové ráty 7

28 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 6.1 Naájecí voda Pro návrh naájecího čeradla je nutné doočít tla naájecí vody, terý e určí na záladě tlaových rát jednotlivých loch. la naájecí vody nv nv out Δ Δ Δ Δ Δ Δ 5 0, 0, 0, 0,05 0 0,4 6,05 MPa 1 vý eo elota naájecí vody t nv 105 C Entalie naájecí vody i nv f ( nv ;t nv ) 444,60 J/g 6. Přehřívá Pro návrh řehříváu jao jednu maximální teloměnnou lochu uvažuji entalicý ád Δi = 180 J/g. la áry na výtuu out 5 MPa elota áry na výtuu t out 450 C Entalie áry na výtuu i out f ( out ;t out ) 17,0 J/g la áry na vtuu in 5, MPa Entalie áry na vtuu i in i out Δi elota áry na vtuu t in f ( in Sotřebované telo Q M Δi ; i in 17, ,0 J/g ) 77,76 C 8, W 8

29 Bc. Jiří Chmelíče 6. Přehřívá otel na alování dřeva hnědým uhlím Přehřívá byl navrhnut jao dvě maximální teloměnné lochy, roto entalicý ád uvažuji Δi = 06 J/g. Dále je mezi řehříváem a umítěna regulace teloty řehřáté áry vtřiem naájecí vody, terý uvažuji 4 % z celového množtví řehřáté áry. br Vtři naájecí vody mezi P a P la áry na výtuu out 5, MPa Entalie áry na výtuu Množtví vtřiu naájecí vody M v1 0,04 M Bilanční rovnice v1 out 0,04 8, 0, g/ (M - M ) i M i M i i out M i M in elota áry na výtuu t out f ( out ; i M - M out v1 v1 v1 i nv nv ) 4,96 C in 8,17,0 0, 444,60 49, J/g 8, - 0, la áry na vtuu in 5,4 MPa Entalie áry na vtuu i in i out Δi elota áry na vtuu t in f ( in ; i in 49, 06 94, J/g ) 10,19 C Sotřebované telo Q (M M v1 ) Δi (8,- 0,) W 9

30 Bc. Jiří Chmelíče 6.4 Přehřívá 1 otel na alování dřeva hnědým uhlím Mezi řehříváem a 1 je umítěna regulace teloty řehřáté áry vtřiem naájecí vody, terý uvažuji % z celového množtví řehřáté áry. br Vtři naájecí vody mezi P a P1 la áry na výtuu 1out 5,4 MPa Entalie áry na výtuu Množtví vtřiu naájecí vody M v 0,0 M Bilanční rovnice v1 v 0,0 8, 0,5 g/ (M - M - M ) i M i (M M ) i 1out v nv v1 in i i 1out 1out (M M M v1 ) i - M 0,8 J/g in v1 M M v v i nv (8, 0,) 94, 0,5 444,60 8, - 0, - 0,5 elota áry na výtuu t 1out f ( 1out ; i 1out ) 7,5 C la áry na vtuu 1in 5,6 MPa Entalie áry na vtuu i 1in i elota áry na vtuu t 1in t Sotřebované telo Q 1 (M 811,8 J/g 76,6 C M v1 - M v ) Δi 1 (8,- 0,- 0,5) W 0

31 Bc. Jiří Chmelíče 6.5 Závěné truby otel na alování dřeva hnědým uhlím Závěné truby jou umítěny ve III. tahu za účelem odory zavěšení trubových vazů řehříváů. Jou naájené z bubnu ytou arou, ára dále vtuuje do řehříváu 1. elotní ád závěných trube e má ohybovat olem 5 ºC. la áry na výtuu Zout 5,6 MPa elota áry na výtuu t Zout t vý Entalie áry na výtuu i Zout f ( 4,56 76,6 C Zout la áry na vtuu ;t Zin 5,65 MPa elota áry na vtuu t Zin t vý Zout 71,69 C ) 811,8 J/g Entalie áry na vtuu i Zin i VÝPout Sotřebované telo Q Z (M 788,4 J/g M v1 - M v ) Δi Z (8,- 0,- 0,5),58 18,76 W 6.6 Výarní Výarní je tvořen membránovými těnami v I, II. a III. tahu, membránovými těnami u výyy mezi II a III tahem, dále mříží na výtuu ze alovací omory. Probíhá zde fázová řeměna ze yté aaliny na ytou áru. elota ani tla e v tomto říadě nemění. la áry na vtuu a výtuu vý 5,65 MPa elota áry na vtuu a výtuu t vý f ( vý ) 71,69 C Entalie yté áry na výtuu i vý f ( vý ) 788,4 J/g Entalie yté aaliny na vtuu i vý f ( vý Sotřebované telo Q vý (M ) 119,7 J/g M v1 - M v ) Δi vý (8,- 0,- 0,5) 1594,51 157,46 W 1

32 Bc. Jiří Chmelíče 6.7 Eonomizér otel na alování dřeva hnědým uhlím V eonomizéru dochází ohřátí naájecí vody řed vtuem do výarníu. Navrhovaný nedohřev vody oroti telotě ve výarníu je 60 ºC. la vody na výtuu Eout 5,65 MPa elota vody na výtuu t Eout t vý Entalie vody na výtuu i Eout f ( la áry na vtuu 60 11,69 C Eout Ein 6,05 MPa elota áry na vtuu t Ein 105C Entalie áry na vtuu i Ein f ( Ein ; t ;t Eout Ein ) 906,6 J/g ) 444,60 J/g Sotřebované telo Q E (M M v1 - M v ) Δi E (8,- 0,- 0,5) 46,0 580,67 W 6.8 Celové otřebné telo Q Q C C Q Q Q 1 Q Z Q vý Q ,76 157,46 580, ,89 W E 6.9 Přehled eloměnná locha elota la Entalie eelný výon [ºC] [MPa] [J/g] [W] Přehřívá výtu 450,00 5,0 17,0 vtu 77,76 5, 17, Přehřívá výtu 4,96 5, 49, vtu 10,19 5,4 94, 448 Přehřívá 1 výtu 7,5 5,4 0,8 vtu 76,6 5,6 811,8 164 Závěné výtu 76,6 5,6 811,8 truby vtu 71,70 5,65 788,4 18,76 Výarní výtu 71,69 5,65 788,4 vtu 71,69 5,65 119,7 157,46 Eonomizér výtu 11,68 5,65 906,6 vtu 105,00 6,05 444,60 580,67 ab Výočtové arametry áry/vody

33 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 7 Výočet I. tahu elota v ohništi t ,87 C I 584,5 J/m 1 elota na onci I. tahu t 855,10 C I 160,8 J/m Střední telota alin t 1 t 1564,87 855,10 t tř 109,99 C 148,14 Rozměry I. tahu Šířa alovací omory : a =,4m Hlouba alovací omory: b = 4,05 m Výša alovací omory: c = 1,5 m Výša mříže: c m =,4 m Rychlot roudění alin w w M v 7,15 t tř a b 7,15 5,49 1,858 7,15 109,99 4, m/,4 4,05 7,15 br. 7.1 Rozměry I. tahu elo ředané ve výarníu Q M v (I 1 I ) 5,49 1,858 (584,5 160,8) 1484,60 W br. 7. eelné chéma I. tahu

34 Bc. Jiří Chmelíče 8 Mříž otel na alování dřeva hnědým uhlím Mříž je teloměnná locha mezi I. a II. tahem. Je tvořena trubami výarníu o růměru 60 mm tejně jao v I. tahu, jen v mítě lochy mříže chybí raory mezi trubami. ruby jou vyhnuté ta, aby byly za ebou ve měru roudění alin (br 8.1). Nejrve i zvolím rychlot roudění alin, doočítám otřebnou výšu rozvolnění mříže a otom rychlot roudění alin ontroluji, neměla by řeáhnout 7 m/. elota alin na vtuu t 1 855,10 C I 160,8 J/m 1 br. 8.1 Schéma rozvolnění elota alin na výtuu t 88,45 C Střední telota alin t tř t 1 t 855,10 88,45 841,77 C 1114,9 eoreticá rychlot roudění alin w = 7 m/ Počet trube v jedné řadě n tr = 1 Počet řad n řad = Průměr trube d = 0,06 m Výočet výšy rozvolnění c m w M (a n v tr 7,15 t d) 7,15 tř 5,49 1,858 7,15 841,77 7 (,4 1 0,06) 7,15,6 m Volím tuto výšu rozvolnění c m,4 m 4

35 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Přeočet rychloti roudění alin w M v 7,15 t c (a n d) 7,15 tr tř 5,49 1,858 7,15 841,77,4 (,4 1 0,06) 7,15 6,89 m/ 8.1 Součinitel řetuu tela Součinitel řetuu tela onvecí Výočet oučinitele řetuu tela onvecí je ro říčné roudění alin a ro uořádání trube za ebou. ruby jou hladé. 0, c z c λ w d d ν 0,65 Pr 0, 0,0961 6,89 0,06 0, 0,95 0,859 0,06 0, ,65 0,608 oreční oučinitel na očet řad vazu v odélném měru c z 0,91 0,015 (n řad 0, ) 0,91 0,015 ( ) 0,95 8,106 W/m oreční oučinitel v záviloti na oměrné římé roeči trube a odélné roeči c σ σ σ 1 ( σ1 - ) 1 1 0,7 d 0,06 4,5 0,09 d 0,06 1,5 1 Vlatnoti alin ro třední telotu alin 1,5 1 ( 4,5 - ) 1 Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0961 W/m inematicá viozita ν = 0,00018 m / Prandtlovo čílo Pr = 0,608 0, Součinitel řetuu tela áláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 0,8 1 0, ,9 4 64, ,9 64, ,9 4 6,758 W/m 5

36 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Abolutní telota zaneeného ovrchu lochy Pro výočet mříže na výtuu z ohniště e volí Δt = 80 ºC. z 7,15 t yt Δt 7,15 71, ,85 Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e -4,880,100,41 0,18 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0, , ,7 0,851 4,880 m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro vazy z hladých trube 4 1 0,9 d π d 4 0,7 0,09 1 0,9 0,06 1 0,41m π 0, Celový oučinitel řetuu tela c 8. Součinitel rotuu tela 8,106 6,758 64,864 W/m -1 MPa -1 c 1 ε c 64,864 50,09 W/m 1 0, ,864 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,0045 m ˑ/W elo odebrané alinám mříží Q SΔt 10 50,09 16,86 569, ,08 W eloměnná locha mříže S π d c m n tr n řad π 0,06,4 1 16,86 m 6

37 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 58,4-556,77 569,99 C 58,4 ln 556,77 Δt1 t 1 - t yt 855,10-71,69 58,4 C Δt t - t 88,45-71,69 556,77 C yt br eelné chéma mříže 8. Výledná telota alin na výtuu z mříže elo alin na výtuu Q Q 1 - Q 1885,7 466, ,6 W elo alin na vtuu Q 1 I 1 M v 160,8 5,49 1, ,7 W Entalie a utečná telota výtuních alin I Q M t v 88,45 C 1419,6 115,15 J/m 5,49 1,858 Sutečná telota výtuních alin e od odhadované téměř neliší. Rozdíl je, 10-7 ºC. 7

38 Bc. Jiří Chmelíče 9 Výočet II. tahu otel na alování dřeva hnědým uhlím II. tah je tvořen membránovými těnami tejně jao tah I, je to rotor od alinové mříže až o výyu. Nejou v něm umítěny žádné jiné teloměnné lochy. Hlouba e určí ta, aby e rychlot alin ohybovala mezi 6 7 m/ a zároveň byla náobem roeče mezi výarníovými trubami. elota alin na vtuu t 1 88,45 C I 115,15 J/m 1 elota alin na výtuu t 77,40 C Střední telota alin t 1 t 88,45 77,40 t tř 777,9 C 1051,07 eoreticá rychlot roudění alin w = 7 m/ eoreticý lošný růřez alin S S teor teor M w v 7,15 t 7,15 5,49 1,858 7,15 777,9 5,61m 7 7,15 tř Hlouba II. tahu Steor 5,61 b II 1,7 m a,4 Volím hloubu II. tahu b II 1,8 m br. 9.1 Rozměry II. tahu Rozměry II. tahu Šířa: a =,4 m Hlouba: b II =1,8 m Výša o výyu: c II = 9 m Výša mříže: c m =,4 m Přeočet rychloti roudění alin w M S v 7,15 t 7,15 tř 5,49 1,858 7,15 777,9 6,7 m/ 5,8 7,15 8

39 Bc. Jiří Chmelíče Plošný růřez alin S a b II,4 1,8 5,8 m otel na alování dřeva hnědým uhlím 9.1 Součinitel řetuu tela ro membránové těny onvecí ro odélné roudění 0,0 λ d e w d 0,091 6,7,1 0,0,1 0,00017 Evivalentní růměr alin d e bvod análu ν e 0,8 4 S 4 5,8,1m 10,08 Pr 0,4 0,8 0,61 (a bii ) (,4 1,8) 10,08 m Vlatnoti alin ro třední telotu alin 0,4 8,857 W/m Součinitel teelné vodivoti λ = 0,091 W/m inematicá viozita ν = 0,00017 m / Prandtlovo čílo Pr = 0, Sáláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 0,8 1 0, ,07 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z 7,15 (t yt 4 619, ,07 619, , ,55 W/m ε q) 7,15 (71,69 0, ,8) 619,0 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,00 m ˑ/W 9

40 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Měrné zatížení II. tahu Určí e z ředběžného tela, teré odevzdají aliny ve II. tahu a z účinné álavé lochy těn. Q M v ΔI 1 q F (F a c a b ) x ú t 5,49 1,858 17,1 q 10 (101,8,4,4,4 1,8) 0,95 m II t 1196,8 W/m ΔI I 88 I , ,95 17,1J/m Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e -,00,101,84 0,49 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0, , ,7 0,851,0 m,16 0,085 1, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem V,6 F 0 t,6 a b II a b II c II a c b c,4 1,89,6 1,84 m,4 1,8,4 9 1, Celový oučinitel řetuu tela c ξ ( ) 0,9 (8,857 44,55) 48,069 W/m II II II -1 MPa -1 ξ oučinitel využití, oiuje neúlnot roudění alin výhřevnou lochou dle onzultací voleno ξ = 0,9 9. Součinitel rotuu tela c 1 ε c 48,069 4,010 W/m 1 0,00 48,069 40

41 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím elo odebrané alinám mříží Q F ú Δt 10 Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 4,010 8,80 504, ,77-455,7 504,56 C 566,77 ln 455,7 Δt1 t 1 - t yt 88,45-71,69 556,77 C Δt t - t 77,40-71,69 455,7 C yt 1767,8 W br eelné chéma II. tahu 9. Výledná telota alin na výtuu z II. tahu elo alin na výtuu Q Q 1 - Q 1419,6 1767,8 1165,5 W elo vtuních alin Q 1 je rovno telu výtuních alin z mříže. Entalie a utečná telota výtuních alin I Q M t v 77,40 C 1165,5 1141,95 J/m 5,49 1,858 Sutečná telota výtuních alin e od odhadované téměř neliší. Rozdíl je, ºC. 41

42 Bc. Jiří Chmelíče 10 Návrh hlouby III. tahu otel na alování dřeva hnědým uhlím Před výočtem výyy je otřeba navrhnout rozměr III. tahu. en je tanoven na záladě odhadů telotních ádů ro výyu, řehřívá a řehřívá. Plošný růřez, ze terého e tanoví hlouba III. tahu, je očítán ro třední telotu řehříváu a teoreticou rychlot roudění alin. elota alin na výtuu II. tahu t out II.tah t in SPvý 77,40 C elota alin na výtuu z výyy t out SPvý t in SP t in SPvý 40 77, ,40 C Předoládaná telota alin na výtuu z řehříváu t out SP t in SP t in SP , ,40 C Předoládaná telota alin na výtuu z řehříváu t out SP t in SP , ,40 C Střední telota alin v řehříváu t tř t in SP t out SP 587,40 57,40 557,40 C eoreticá rychlot roudění alin w = 7 m/ Počet trube v řehříváu v jedné řadě n tr = Průměr trube v řehříváu d tr = 0,08 m eoreticý lošný růřez alin S S teor teor M w Hlouba III. tahu b III v 7,15 t 7,15 5,49 1,858 7,15 557,40 4,4 m 7 7,15 S a - n teor tr d Volím hloubu III. tahu tr tř 4,65,1899 m,4-0,08 b III,7 m 4

43 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 11 Výočet výyy mezi II. a III. tahem Přechod mezi II. a III. tahem je tvořen výyou, terá je tvořena membránovými těnami. Výša výyy je 4,5 m. Dle firemních odladů je tento rozměr daný z toho důvodu, že do zadní těny alovací omory jdou ve zhruba čtyřech úrovních dýzy e eundárním vzduchem. Dále e ontroluje rychlot alin v nejužším olmém rozměru, de by rychlot alin neměla řeáhnout hodnotu 7 m/. elota alin na vtuu t 1 77,40 C I 1141,95 J/m 1 elota alin na výtuu t 691,76 C Střední telota alin t 1 t t tř 77,40 691,76 t tř 709,58 C 98,7 Rozměry výyy varem výyy je rovnoramenný trojúhelní. br Rozměry výyy Šířa otle: a =,4 m Hlouba II. tahu: b II = 1,8 m Hlouba III. tahu: b III =,7 m Průměr hloube: b tř =,5 m Výša výyy: c vý = 4,5 m Čela výyy: y = 5,0 m Rozměr neužšího míta x =,01 m ontrola rychloti alin v nejužším mítě výyy w x M x a Plošný růřez alin S a b tř v 7,15 t 7,15 tř,4,5 6,99 m Přeočet rychloti roudění alin w M S v 7,15 t 7,15 tř 5,49 1,858 7,15 709,58 5,6 m/,01,4 7,15 5,49 1,858 7,15 709,58 5,5 m/ 6,99 7,15 4

44 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 11.1 Součinitel řetuu tela ro membránové těny onvecí ro odélné roudění 0,0 λ d e w d Pr 0,0858 5,5,55 0,0,55 0, Evivalentní růměr alin d e ν e 0,8 4 S 4 6,99,55 m 10,98 tř Střední obvod análu ro II. a III. tah tř (a b tř 0,4 0,8 0,60 0,4 ) (,4,5) 10,98 m Vlatnoti alin ro třední telotu alin 7,188 W/m Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0858 W/m inematicá viozita ν = 0, m / Prandtlovo čílo Pr = 0, Sáláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 0,8 1 0,54 98,7 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z 7,15 (t yt 4 58, ,7 58, ,7 4 7,096 W/m ε q) 7,15 (71,69 0,00 141,68) 58,06 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,00 m ˑ/W Měrné zatížení výyy Určí e z ředběžného tela, teré odevzdají aliny výyce a z účinné álavé lochy těn. Q M v ΔI 1 q F (F a b a b ) x ú t 5,49 1,858 61,08 q 10 (67,4,4,7,4 1,8) 0,95 III II t 141,68 W/m ΔI I 77 I , ,87 61,08 J/m 44

45 Bc. Jiří Chmelíče Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e otel na alování dřeva hnědým uhlím -,460,101,75 0,54 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0,159 98, ,7 0,851,46 m,16 0,085 1, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa -1 MPa -1 Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem (b II b III ) c vý a V0,6,6 F (b II b III ) c t vý (b II b III ) a y a (1,8,7) 4,5,4,6,6 (1,8,7) 4,5 (1,8,7),4 5,0,4,81,6 1,75 m 67, Celový oučinitel řetuu tela c ξ ( ) 0,7 (7,188 7,096) 0,999 W/m ξ oučinitel využití, oiuje neúlnot roudění alin výhřevnou lochou dle onzultací voleno ξ = 0,7 11. Součinitel rotuu tela c 1 ε elo odebrané alinám mříží Q F ú c 0,999 8,61 W/m 1 0,00 0,999 Δt 10 8,61 50,10 47, ,4 W 45

46 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 455,7-40,08 47,66 C 455,7 ln 40,08 Δt1 t 1 - t yt 77,40-71,69 455,7 C Δt t - t yt 691,76-71,69 40,08 C br eelné chéma výyy 11. Výledná telota alin na výtuu z výyy elo alin na výtuu Q Q 1 - Q 1165,5 6,4 1109,0 W elo vtuních alin Q 1 je rovno telu výtuních alin II. tahu. Entalie a utečná telota výtuních alin I Q M t v 691,76 C 1109,0 1080,87 J/m 5,49 1,858 Sutečná telota výtuních alin e od odhadované téměř neliší. Rozdíl je 7, ºC. 46

47 Bc. Jiří Chmelíče 1 Výočet III. tahu I. čát otel na alování dřeva hnědým uhlím Při výočtu I. čáti ve III. tahu uvažujeme trubovým vazem řehříváu. Dále membránovými těnami a závěnými trubami, teré zaujímají rotor výšy řehříváu. br. 1.1 eelné chéma I. čáti III. tahu 1.1 Přehřívá Přehřívá je trubový vaze, terý je tvořen hladými trubami o vnějším růměru 8 mm a tloušťce těny 4,5 mm. ento vaze je navržen jao dvojhad a truby jou uořádány za ebou ta, aby vaze zabíral jednu maximální lochu. br Rozměry řehříváu 47

48 Bc. Jiří Chmelíče Parametry otel na alování dřeva hnědým uhlím Parametry trube vnější růměr D [m] 0,08 tloušťa těny t [m] 0,0045 vnitřní růměr d [m] 0,09 říčná roeč 1 [m] 0, odélná roeč [m] 0,09 (0,06) očet trube v jedné řadě n tr [-] 16 očet řad n řad [-] 14 očet hadů n h [-] očet závěných trube n [-] hlouba III. tahu b III [m],7 šířa III. tahu a [m],4 ab Parametry trube řehříváu Parametry áry telota áry na vtuu t 1 [ºC] 77,76 telota áry na výtuu t [ºC] 450 třední telota áry t 1 [ºC] 41,88 tla áry na vtuu 1 [MPa] 5, tla áry na výtuu [MPa] 5 třední tla áry 1 [MPa] 5,1 měrný objem na vtuu v 1 [m /g] 0,0596 měrný objem na výtuu v [m /g] 0,06 třední měrný objem v 1 [m /g] 0,05814 růtočné množtví áry M [g/] 8, ab Parametry áry řehříváu Parametry alin telota alin na vtuu t 1 [ºC] 691,76 telota alin na výtuu t [ºC] 585,7 entalie alin na vtuu i 1 [J/m ] 1080,87 entalie alin na výtuu i [J/m ] 898,51 ab Parametry alin řehříváu Střední telota alin t tř t 1 t Předoládaná locha vazu S π D b III n 691,76 585,7 68,56 C tr n řad n h π 0,08, ,40 m Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry 0,0 λ w d 16,5 W/m d ν 0,8 Pr 0,4 0,0610,9 0,09 0,0-6 0,09 1, ,8 0,997 0,4 48

49 Bc. Jiří Chmelíče Průtočný růřez ro áru F π d 4 n tr n h otel na alování dřeva hnědým uhlím π 0,09 4 Rychlot roudění áry v trubách w M F v ,0114 m 8, 0,05814,9 m/ 0,0114 Vlatnoti áry ro třední telotu áry Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0610 W/m inematicá viozita ν = 1,45ˑ10-6 m / Prandtlovo čílo Pr = 0, Součinitele řetuu tela ze trany alin Součinitel řetuu tela onvecí ze trany alin ro říčné obtéání trube uořádaných za ebou 0, c Rychlot alin w z c λ D w D ν 0,65 Pr 0,0794 4,78 0,08 0, 11 0,08 0,00010 M F Světlý růřez alin F b III v (a - n tr 7,15 t 7,15 rava na uořádání vazu c tř 0, 0,65 0,68 0, 46,51 W/m 5,49 1,858 7,15 68,56 4,78 m/ 7,11 7,15 D),7 (,4-16 0,08) 7,11m V záviloti na oměrné říčné roeči σ 1 a oměrné odélné roeči σ 1 0, σ1 5,6 D 0,08 0,09 σ,7 D 0,08 Poud je σ, otom c = 1 rava na očet odélných řad c z Poud je očet řad 10, otom c z = 1 Vlatnoti alin ro třední telotu alin Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0794 W/m inematicá viozita ν = 0,00010 m / Prandtlovo čílo Pr = 0,68 49

50 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Součinitel ro řetu tela áláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 755,7 1 0, ,71 0,80 911,71 755, ,71 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z z 7,15 t 1 ε 1 Q S 7,15 41,88 0, , , ,545 W/m 755,7 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,006 m ˑ/W Potřebné telo ro P Q 1500 W Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e -,70,100,87 0,80 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0, , ,7 0,851,7 m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem 4 1 0,9 D π D 4 0, 0,15 1 0,9 0,08 1 0,87 m π 0,08 Celový oučinitel řetuu tela c 46,51,545 80,056 W/m -1 MPa -1 50

51 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 1.1. Součinitel rotuu tela ψ 1 c c 0,65 80,056 49,604 W/m 80, ,58 Potřebná (ideální) locha ro řehřívá S id Q ,4 m Δt 49,604 1,1 Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 14,00-15,7 1,1C 14,00 ln 15,7 Δt1 t 1 - t1 691,69-77,76 14,00 C Δt t - t 585, ,7 C Sutečně odebrané telo řehříváem Q SΔt 10 49, ,40 1, ,7 W Předoládaná locha vazu je 144,40 m, liší e od otřebné teloměnné lochy, terá je 14,4 m, o 1,6 %. ento rozdíl je řijatelný. Výša rotoru řehříváu h n řad 0,06 (n Rozměr vtuní a výtuní omory S om Průměr omor D om M v w 4 S π 1 om řad 1) 0, ,06 (14 1) 0,09,01m 8, 0,05814,9 4 0,017 π Volím trubu R 19x6, ČSN Výočet membránových těn 0,017 m 0,01 m 1..1 Součinitele řetuu tela ze trany alin onvecí ro odélné roudění 0,0 λ d e w d Pr 0,0794 4,78 0,76 0,0 0,76 0,00010 ν e 0,8 0,4 0,8 0,68 0,4 10,70 W/m 51

52 Bc. Jiří Chmelíče Evivalentní růměr alin d e 4 F bvod análu (a b otel na alování dřeva hnědým uhlím 4 7,11 0,76 m 10, III ) n tr (b III D) n π D (,4,7) 16 (,7 0,08) π 0,08 10, m Vlatnoti alin ro třední telotu alin Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0794 W/m inematicá viozita ν = 0,00010 m / Prandtlovo čílo Pr = 0,68 Sáláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 81,55 1 0, ,71 0, ,71 81, ,71 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z 7,15 (t yt 4 4,81 W/m ε q) 7,15 (71,69 0, ) 81,55 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,005 m ˑ/W Měrné zatížení Určí e z ředběžného tela, teré odevzdají aliny a z účinné álavé lochy těn. Q M v ΔI 1 q F h a b ú 5,49 1,858 18,6 q 10,01,4,7 III W/m ΔI I 691 I ,87 898,51 18,6 J/m Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e -6,90,100,1 0,180 5

53 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0, , ,7 0,851 6,9 m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem 1 b III 1,8 1 h 1 1 1,7 Celový oučinitel řetuu tela c ξ ( 1,8 1,01 1 0, 0,1m ) 0,9 (10,70,81) 1,080 W/m -1 MPa -1 ξ oučinitel využití, oiuje neúlnot roudění alin výhřevnou lochou dle onzultací voleno ξ = 0,9 1.. Součinitel rotuu tela c 1 ε c 1,080 8,00 W/m 1 0,005 1,080 elo odebrané alinám membránovými těnami Q m F ú Δt 10 8,00 4,464,010 47,48 W Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 40,08-1,69 64,0 C 40,08 ln 1,69 Δt1 t 1 - t yt 691,76-71,69 40,08 C Δt t - t yt 585,7-71,69 1,69 C 5

54 Bc. Jiří Chmelíče 1. Výočet závěných trube otel na alování dřeva hnědým uhlím Parametry trube vnější růměr truby D [m] 0,08 tloušťa těny t [m] 0,006 vnitřní růměr truby d [m] 0,054 očet trube n [-] ab Parametry závěných trube u P Parametry áry telota áry na vtuu t 1 [ºC] 74,6 telota áry na výtuu t [ºC] 76,6 třední telota áry t tř [ºC] 75,6 měrný objem na vtuu v 1 [m /g] 0,055 měrný objem na výtuu v [m /g] 0,0586 třední měrný objem v tř [m /g] 0,0569 ab. 1.. Parametry áry závěných trube u P 1..1 Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry 0,0 λ d w d ν 0,8 Pr 0,4 0, ,14 0,054 0,0-7 0,054 6,6110 Průtočný růřez ro áru F π d 4 n π 0,054 4 Rychlot roudění áry v trubách w M v F tř 0,8 1,414 0,016 m 7,75 0, ,14 m/ 0,016 Vlatnoti áry ro třední telotu áry Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0574 W/m inematicá viozita ν = 6,61ˑ10-7 m / Prandtlovo čílo Pr = 1, Součinitele řetuu tela ze trany alin onvecí ro odélné roudění 0,4 66,119 W/m Pro výočet závěných trube e oučinitel řetuu tela onvecí uvažuje tejný jao u vazu, terý je zavěšen na závěných trubách. 46,51 W/m 54

55 Bc. Jiří Chmelíče Sáláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, otel na alování dřeva hnědým uhlím a t 1 a z 1 z 1 67,69 1 0, ,71 0,80 911,71 67, ,71 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z z 7,15 t tř ε 1 Q S 7,15 75,6 0, , ,119 7,79 4 7,058 W/m 67,69 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,00 m ˑ/W Potřebné telo ro závěné truby Q 98,7 W eloměnná locha závěných trube S π D n h Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e π 0,08,01 7,79 m -,70,100,87 0,80 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0, , ,7 0,851,7 m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa -1 MPa -1 55

56 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem 4 1 0,9 D π D 4 0, 0,15 1 0,9 0,08 1 0,87 m π 0,08 Celový oučinitel řetuu tela c ξ ( ) 0,9 (46,51 7,058) 66,1 W/m ξ oučinitel využití, oiuje neúlnot roudění alin výhřevnou lochou dle onzultací voleno ξ = 0,9 1.. Součinitel rotuu tela ψ c 0,6 66,1 9,77 W/m elo odebrané alinám závěnými trubami Q S Δt 10 9,77 7,7960, ,70 W Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 415,50-11,11 60,79 C 415,50 ln 11,11 Δt1 t 1 - t 691,76-76,6 415,50 C Δt t - t 1 585,7-74,6 11,11 C 1.4 Výledná telota alin na výtuu z 1. čáti III. tahu elo alin na výtuu Q Q 1 - Q Q m Q 1109,0-150,7 47,48 111, ,10 W elo vtuních alin Q 1 je rovno telu výtuních alin výyy. Entalie a utečná telota výtuních alin I Q M t v 584,7 C 9149,10 896,6 J/m 5,49 1,858 Sutečná telota výtuních alin e od odhadované liší o 1,09 ºC. ento rozdíl je řijatelný. 56

57 Bc. Jiří Chmelíče 1 Výočet III. tahu II. čát otel na alování dřeva hnědým uhlím Při výočtu II. čáti ve III. tahu uvažujeme trubovým vazem řehříváu. Dále membránovými těnami a závěnými trubami, teré zaujímají rotor výšy řehříváu a výšy dvou ontrolních vlezů. Jeden je mezi řehříváem a řehříváem, druhý je a mezi dvěma čátmi řehříváu. 1.1 Přehřívá br. 1.1 eelné chéma II. čáti III. tahu Přehřívá je trubový vaze, terý je tvořen hladými trubami o vnějším růměru 8 mm a tloušťce těny 4,5 mm. ento vaze je navržen jao jednohad a truby jou uořádány za ebou ta, aby vaze zabíral dvě maximální lochy. br Rozměry řehříváu, rvní čát 57

58 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím br Rozměry řehříváu, druhá čát Parametry trube vnější růměr D [m] 0,08 tloušťa těny t [m] 0,0045 vnitřní růměr d [m] 0,09 říčná roeč 1 [m] 0,1 odélná roeč [m] 0,09 očet trube v jedné řadě n tr [-] očet řad n řad [-] 46 očet hadů n h [-] 1 očet závěných trube n [-] hlouba III. tahu b III [m],7 šířa III. tahu a [m],4 ab Parametry trube řehříváu Parametry áry telota áry na vtuu t 1 [ºC] 10,19 telota áry na výtuu t [ºC] 4,96 třední telota áry t 1 [ºC] 66,58 tla áry na vtuu 1 [MPa] 5,4 tla áry na výtuu [MPa] 5, třední tla áry 1 [MPa] 5, měrný objem na vtuu v 1 [m /g] 0,0470 měrný objem na výtuu v [m /g] 0,05791 třední měrný objem v 1 [m /g] 0,0501 růtočné množtví áry M [g/] 8 ab Parametry áry řehříváu Parametry alin telota alin na vtuu t 1 [ºC] 584,7 telota alin na výtuu t [ºC] 415,78 entalie alin na vtuu i 1 [J/m ] 896,6 entalie alin na výtuu i [J/m ] 607,8 ab Parametry alin řehříváu 58

59 Bc. Jiří Chmelíče Střední telota alin t tř t 1 t Předoládaná locha vazu S π D b III n otel na alování dřeva hnědým uhlím 584,7 415,78 500,0 C tr n řad n h π 0,08, ,47 m Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry 0,0 λ w d 1607,86 W/m Průtočný růřez ro áru F π d 4 n tr n h d ν π 0,09 4 Rychlot roudění áry v trubách w M F v 1 0,8 Pr 0,4 8 0, ,04 m/ 0,0114 Vlatnoti áry ro třední telotu áry 0, ,04 0,09 0,0-6 0,09 1, ,0114 m Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0569 W/m inematicá viozita ν = 1,16ˑ10-6 m / Prandtlovo čílo Pr = 1, Součinitele řetuu tela ze trany alin 0,8 1,05 Součinitel řetuu tela onvecí ze trany alin ro říčné obtéání trube uořádaných za ebou 0, c Rychlot alin w z c λ D w D ν 0,65 Pr 0,067 5,9 0,08 0, ,08 7,7 10 M F Světlý růřez alin F b III v (a - n tr 7,15 t 7,15 tř 0,65 0, 0,69 0, 50,56 W/m 5,49 1,858 7,15 500,0 5,9 m/ 5,46 7,15 D),7 (,4-0,08) 5,46 m 0,4 59

60 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím rava na uořádání vazu c V záviloti na oměrné říčné roeči σ 1 a oměrné odélné roeči σ 1 0,1 σ1,6 D 0,08 0,09 σ,7 D 0,08 Poud je σ, otom c = 1 rava na očet odélných řad c z Poud je očet řad 10, otom c z = 1 Vlatnoti alin ro třední telotu alin Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0670 W/m inematicá viozita ν = 7,7ˑ10-5 m / Prandtlovo čílo Pr = 0,69 Součinitel ro řetu tela áláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 0,8 1 0,17 77,17 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z z 7,15 t 1 ε 1 7,15 66,58 0,004 Q S ,86 66, ,17 66, , , ,174 W/m 66,57 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,004 m ˑ/W Potřebné telo ro řehřívá Q 448 W Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e -7,860,100,4 0,17 60

61 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0,159 77, ,7 0,851 7,86 m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem 4 1 0,9 D π D 4 0,1 0,09 1 0,9 0,08 1 0,4 m π 0,08 Celový oučinitel řetuu tela c 50,56 1,174 6,709 W/m 1.1. Součinitel rotuu tela ψ 1 c c 0,65 6,709 9,8 W/m 6, ,856 Potřebná (ideální) locha ro řehřívá S id Q Δt 9,8 11,49 Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 161,1-105,58 11,49 C 161,1 ln 105,58 Δt1 t 1 - t 584,7-4,96 161,1 C 467,40 m -1 MPa -1 Δt t - t1 415,78-10,19 105,58 C Sutečně odebrané telo řehříváem Q SΔt 10 9,8 474,47 11, ,98 W Předoládaná locha vazu je 474,47 m, liší e od otřebné teloměnné lochy, terá je 467,40 m, o 1,49 %. ento rozdíl je řijatelný. 61

62 Bc. Jiří Chmelíče Výša rotoru řehříváu otel na alování dřeva hnědým uhlím Včetně dvou ontrolních vlezů. První e nachází mezi řehříváem a řehříváem, druhý rozděluje lochu řehříváu. h (n řad 1) Rozměr vtuní a výtuní omory S om Průměr omor M v w 1 0,8 0,8 (46 1) 0,09 0,8 0,8 5,65 m 8,00 0, ,04 0,017 m D om 4 S π om 4 0,017 π 0,01 m Volím trubu R 19x6, ČSN Výočet membránových těn 1..1 Součinitele řetuu tela ze trany alin onvecí ro odélné roudění 0,0 λ d e w d Pr 0,0670 5,9 0,1 0,0-5 0,1 7,7 10 Evivalentní růměr alin d e 4 F bvod análu (a b ν e 0,8 4 5,46 0,1 m 10, III ) n tr (b III 0,4 D) n 0,8 0,69 π D 0,4 1,999 W/m (,4,7) (,7 0,08) π 0,08 10, m Vlatnoti alin ro třední telotu alin Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0670 W/m inematicá viozita ν = 7,7ˑ10-5 m / Prandtlovo čílo Pr = 0,69 6

63 Bc. Jiří Chmelíče Sáláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, otel na alování dřeva hnědým uhlím a t 1 a z 1 z 1 0,8 1 0,149 77,17 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z 7,15 (t yt 4 698, ,17 698, ,17 4 1,18 W/m ε q) 7,15 (71,69 0, ) 698,49 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,005 m ˑ/W Měrné zatížení Určí e z ředběžného tela, teré odevzdají aliny a z účinné álavé lochy těn. Q M v ΔI 1 q F h a b ú 5,49 1,858 88,80 q 10 5,65,4,7 III 490 W/m ΔI I 584 I ,6 607,8 88,80 J/m Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e -9,10,100,17 0,149 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0,159 77, ,7 0,851 9,1m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa -1 MPa -1 6

64 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem 1 b III 1,8 1 h 1 1 1,7 Celový oučinitel řetuu tela c ξ ( 1,8 1 5,65 1 0,1 0,17 m ) 0,9 (1,999 1,18),664 W/m ξ oučinitel využití, oiuje neúlnot roudění alin výhřevnou lochou dle onzultací voleno ξ = 0,9 1.. Součinitel rotuu tela c 1 ε c,664 0,998 W/m 1 0,005,664 elo odebrané alinám membránovými těnami Q m F ú Δt 10 Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 0,998 67,1 17,5810 1,60-144,10 17,58 C 1,60 ln 144,10 Δt1 t 1 - t yt 584,7-71,69 1,60 C Δt t - t 415,78-71,69 144,10 C yt 1. Výočet závěných trube 06,66 W Parametry trube vnější růměr truby D [m] 0,08 tloušťa těny t [m] 0,006 vnitřní růměr truby d [m] 0,054 očet trube n [-] ab Parametry závěných trube u P Parametry áry telota áry na vtuu t 1 [ºC] 7,66 telota áry na výtuu t [ºC] 74,6 třední telota áry t tř [ºC] 7,46 měrný objem na vtuu v 1 [m /g] 0,0497 měrný objem na výtuu v [m /g] 0,056 třední měrný objem v tř [m /g] 0,0511 ab. 1.. Parametry áry závěných trube u P 64

65 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 1..1 Součinitel řetuu tela onvecí ze trany áry 0,0 λ d w d ν 0,8 Pr 0,4 0, ,85 0,054 0,0-7 0,054 6,47 10 Průtočný růřez ro áru F π d 4 n π 0,054 4 Rychlot roudění áry v trubách w M v F tř 0,8 1,446 0,016 m 7,75 0, ,85 m/ 0,016 Vlatnoti áry ro třední telotu áry Součinitel teelné vodivoti λ = 0,0580 W/m inematicá viozita ν = 6,47ˑ10-7 m / Prandtlovo čílo Pr = 1, Součinitele řetuu tela ze trany alin onvecí ro odélné roudění 0,4 68,566 W/m Pro výočet závěných trube e oučinitel řetuu tela onvecí uvažuje tejný jao u vazu, terý je zavěšen na závěných trubách. 50,56 W/m Sáláním ro zarášené aliny 5,7 10 5, a t 1 a z 1 z 1 0,8 1 0,17 77,17 Abolutní telota zaneeného ovrchu těn z z 7,15 t tř ε 7,15 7,46 0,00 1 Q S , ,17 546, , , ,566 1, ,451 W/m 546,61 ε oučinitel zaneení výhřevné lochy [m ˑ/W] dle onzultací voleno ε = 0,00 m ˑ/W 65

66 Bc. Jiří Chmelíče Potřebné telo ro závěné truby Q 101,55 W eloměnná locha závěných trube S π D n h Stueň černoti ovrchu těn a t 0,8 Stueň černoti ohniště a 1 e - 1 e otel na alování dřeva hnědým uhlím π 0,08 5,65 1,58 m -7,860,100,4 0,17 Součinitel zelabení álání nevítivými tříatomovými lyny r 7,8 16 r, ,7 r 1000 H 7,8 16 0,159 77, ,7 0,851 7,86 m,16 0,085 0, Celový arciální tla tříatomových lynů r 0,1 0,851 0,085 MPa Efetivní tloušťa álavé vrtvy ro volný objem 4 1 0,9 D π D 4 0,1 0,09 1 0,9 0,08 1 0,4 m π 0,08 Celový oučinitel řetuu tela c ξ ( ) 0,9 (50,56 10,451) 54,888 W/m -1 MPa -1 ξ oučinitel využití, oiuje neúlnot roudění alin výhřevnou lochou dle onzultací voleno ξ = 0,9 1.. Součinitel rotuu tela ψ c 0,6 54,888,9 W/m elo odebrané alinám závěnými trubami Q S Δt 10,9 1,58 15,910 15,48 W Střední telotní logaritmicý ád Δt1 - Δt Δt Δt1 ln Δt 10,01-14,1 15,9 C 10,01 ln 14,1 66

67 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím Δt1 t 1 - t 584,7-74,6 10,01 C Δt t - t 1 415,78-7,66 14,1 C 1.4 Výledná telota alin na výtuu z. čáti III. tahu elo alin na výtuu Q Q 1 - Q Q m Q 9149,10-484,98 06,66 15,48 60,97 W elo vtuních alin Q 1 je rovno telu výtuních alin z 1. čáti III. tahu. Entalie a utečná telota výtuních alin I Q M t v 415,88 C 60,97 5,49 1, ,00 J/m Sutečná telota výtuních alin e od odhadované liší o 0,1 ºC. ento rozdíl je řijatelný. 67

68 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím 14 Výočet III. tahu III. čát a IV. tahu Při výočtu III. čáti ve III. tahu a čáti ve IV. tahu uvažujeme trubovým vazem řehříváu. Dále membránovými těnami a závěnými trubami, teré zaujímají rotor výšy čáti řehříváu, terá je ve III. tahu, a výšy ontrolního vlezu mezi řehříváem a řehříváem 1. Převážná čát řehříváu e nachází ve IV. tahu z toho důvodu, rotože výša III. tahu je omezena danou výšou výyy. br eelné chéma III. čáti III. tahu a IV. tahu 14.1 Přehřívá 1 Přehřívá 1 je trubový vaze, terý je tvořen hladými trubami o vnějším růměru 8 mm a tloušťce těny 4,5 mm. ento vaze e ládá ze čtyř čátí. První e nachází ve III. tahu, zbylé čáti jou umítěny ve IV. tahu, de už nejou membránové těny a závěné truby. Druhá a třetí čát mají tejné rozměry. br Rozměry řehříváu 1, rvní čát 68

69 Bc. Jiří Chmelíče otel na alování dřeva hnědým uhlím br Rozměry řehříváu 1, druhá a třetí čát br Rozměry řehříváu 1, čtvrtá čát 69