VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript

1 VYKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRN UNIVERITY F TECHNLGY FAKULTA TRJNÍH INŢENÝRTVÍ ENERGETICKÝ ÚTAV FACULTY F MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INTITUTE NÁVRH KTLE NA PLUPALVÁNÍ ZEMNÍH PLYNU A VYKPECNÍH PLYNU DRAFT BILER FR C-FIRING NATURAL GA AND BLAT FURNACE GA DIPLMVÁ PRÁCE MATER THEI AUTR PRÁCE AUTHR VEDUCÍ PRÁCE UPERVIR Bc. JAKUB ŠEBELA Ing. MAREK BALÁŠ, Ph.D. BRN 06

2

3 Zadání diloové ráce Úsav: Energeický úsav uden: Bc. Jakub Šebela udijní rogra: rojní inţenýrsví udijní obor: Energeické inţenýrsví Vedoucí ráce: Ing. Marek Baláš, Ph.D. Akadeický rok: 05/6 Řediel úsavu Vá v souladu se zákone č./998 o vysokých školách a se udijní a zkušební řáde VUT v Brně určuje následující éa diloové ráce: Návrh kole na olualování zeního lynu a vysokoecního lynu ručná charakerisika robleaiky úkolu: Návrhněe koel na olualování zeního lynu a vysokoecního lynu. Paraery kole: lak řehřáé áry 4 MPa, eloa řehřáé áry 40 C, eloa naájecí vody 5 C Je ořeba áli N/h vysokoecního lynu. K ou, aby se ohl áli eno vysokoecní lyn, je řeba řidá cca 0% zeního lynu (0% kalorického odílu). Palivo: zení lyn o výhřevnosi 4, MJ/N. Palivo: vysokoecní lyn (BFG) o výhřevnosi 775 kcal/n. bjeové sloţení BFG: H =,%; C =,5%; N = 5,5%; C = 9,8%. Cíle diloové ráce: Návrhněe koel na olualování zeního lynu a vysokoecního lynu. ezna lieraury: Černý, V.: Parní kole, NTL 98 Budaj: Teelný výoče kole, VUT Brno 98 Dlouhý, T.: Výočy kolů a alinových výěníků, ČVUT v Praze, 007, IBN VILIMEC, L.: avba kolů I. kria VŠB-TU srava. 00. IBN VILIMEC, L.: avba kolů II. kria VŠB-TU srava, 008. IBN

4 Terín odevzdání diloové ráce je sanoven časový láne akadeického roku 05/6 V Brně, dne L.. doc. Ing. Jiří Poíšil, Ph.D. řediel úsavu doc. Ing. Jaroslav Kaolický, Ph.D. děkan fakuly

5 Absrak Cíle diloové ráce je vyracování návrhu kole na olualování vysokoecního a zeního lynu. V rvní fázi je roveden sechioerický výoče ro sěs lynů. Následuje návrh alovací koory a návrh jednolivých výhřevných loch kole. V další čási je roveden eelný výoče a konrola jednolivých výhřevných loch. oučásí je i výkresová dokuenace kole. Absrac The ai of a diloa hesis is design of draf boiler for co-firing blas furnace gas and naural gas. In he firs ar is ade he soichioeric calculaion for he gas ixure. Nex is he roosal of cobusion chaber and roosal of individual heaing surfaces of boiler. Nex ar conains he heral calculaion and conrol of individual heaing surfaces. Par of he work is also drawing docuenaion of boiler. Klíčová slova Key words Parní koel, vysokoecní lyn, zení lyn, řehřívák áry, výarník, ekonoizér ea boiler, blas furnace gas, naural gas, suerheaer, evaoraor, econoizer

6

7 Bibliografická ciace ŠEBELA, J. Návrh kole na olualování zeního lynu a vysokoecního lynu. Brno: Vysoké učení echnické v Brně, Fakula srojního inženýrsví, s. Vedoucí diloové ráce Ing. Marek Baláš, Ph.D.

8

9 Prohlášení auora o ůvodnosi ráce Prohlašuji, že jse svoji diloovou ráci na éa: Návrh na olualování zeního lynu a vysokoecního lynu zracoval saosaně. Veškeré raeny a zdroje inforací, keré jse oužil k sesání éo ráce, jsou uvedeny v seznau oužiých raenů a lieraury. Jéno a říjení: Bc. Jakub Šebela Podis: V Brně dne:

10

11 Poděkování Rád bych oděkoval anu Ing. Pavlu Křeínskéu za cenné rady a ooc ři výoču a zároveň i éu vedoucíu ráce Ing. Marku Balášovi Ph.D. za rělivos a akéž za cenné rady. V neoslední řadě bych chěl oděkova své rodině za odoru běhe celého sudia a hlavně své říelkyni Krisýně Hrachovinové.

12

13 bsah. Úvod Vysokoecní lyn (BFG) Výroba surového železa a rinci vzniku BFG Úravy a čišění BFG Priární čišění lynu ekundární čišění lynu Použií BFG echioerické výočy bjeové složení BFG echioerický výoče ro BFG Množsví jednolivých složek lynů ve alinách bjeové složení zeního lynu echioerický výoče ro Zení lyn (ZP) Množsví jednolivých složek lynů ve alinách..... echioerický výoče ro sěs lynů echioerický výoče ro sěs lynů Množsví jednolivých složek lynů ve alinách echioerické nožsví alin kuečné nožsví alin a vzduchu Enalie vzduchu a alin Teelní bilance kole Zráy kole a eelná účinnos Výrobní elo áry Výoče alovací koory Základní rozěry alovací koory Geoerické araery ohnišě: Teelný výoče ohnišě oučiniel M Bolzannovo číslo ueň černosi ohnišě Teloa alin na výsuu z ohnišě Návrh výhřevných loch Tlakové zráy v jednolivých čásech kole Přehřívák P Přehřívák P Závěsné rubky Výarník Ekonoizér Výoče I. ahu Výoče kolového svazku Teelný výoče oučiniel řesuu ela konvekcí oučiniel řesuu ela sálání Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela Telo odebrané říží Výoče eloy alin na výsuu z říže Výoče. čási II. ahu kole Výoče ebránové sěny... 48

14 9... oučiniel řesuu ela konvekcí oučiniel řesuu ela sálání Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela Telo odevzdané ebránovou sěnou Výoče závěsných rubek oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin oučiniel řesuu ela konvekcí Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela kuečné elo odebrané závěsnýi rubkai Výoče eloy áry na konci závěsných rubek Výoče eloy alin na konci závěsných rubek Výoče. čási II. ahu kole Paraery áry Paraery alin Výoče řehříváku áry oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela Přijaý eelný výkon řehříváke áry Výoče ebránové sěny oučiniel řesuu ela konvekcí oučiniel řesuu ela sálání na sraně alin Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela Telo odevzdané ebránovou sěnou Výoče závěsných rubek oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela kuečné elo odebrané závěsnýi rubkai Výoče eloy áry na konci závěsných rubek Výoče eloy alin na konci závěsných rubek Výoče. čási II. ahu kole Paraery áry Paraery alin Výoče řehříváku áry oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela Přijaý eelný výkon řehříváke áry Výoče ebránové sěny oučiniel řesuu ela konvekcí... 75

15 .4.. oučiniel řesuu ela sálání na sraně alin Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela Telo odevzdané ebránovou sěnou Výoče závěsných rubek oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin Celkový součiniel řesuu ela oučiniel rosuu ela kuečné elo odebrané závěsnýi rubkai Výoče eloy áry na konci závěsných rubek Výoče eloy alin na konci závěsných rubek Výoče 4. čási II. ahu kole Paraery áry Paraery alin Výoče konvekčního výarníku Výoče součiniele řesuu ela na sraně alin Redukovaný součiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin Redukovaný součiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry oučiniel rosuu ela kuečné elo odebrané závěsnýi rubkai Výoče eloy alin na konci konvekčního výarníku Výoče ekonoizéru Paraery naájecí vody Paraery alin oučiniel řesuu ela konvekcí oučiniel rosuu ela kuečné elo odebrané ekonoizére Výoče eloy alin na konci ekonoizéru Teelná bilance Pilový diagra Závěr... 95

16

17 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Úvod Úkole diloové ráce je vyracova návrh kole na olualování zeního lynu a vysokoecního lynu. Z důvodu růsu cen elekrické energie je snaha o využií veškerých oenciálních zdrojů energie. ěs vysokoecního a zeního lynu je alována ve dvou hořácích, keré jsou uísěny ve odní čási alovací koory. V úvodní čási rovedee rozbor a sechioerické výočy. Dále rovedee výoče alovací koory na základě dooručené lieraury []. Provedee výoče zrá kole a následně rovedee návrh jednolivých elosěnných loch. Z návrhu vychází eelná bilance na sraně édia, alin a následně vlasní výoče jednolivých výhřevných loch. Při výoču byl ouži výočení rogra X-TEAM od Magnuse Holgrena a rogra Excel. 7

18 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu. Vysokoecní lyn (BFG) Vysokoecní lyn je vedlejší lynný roduk ři výrobě surového železa, kdy rovoz vysoké ece je řízen ak, aby se rodukovalo železo ecifické kvaliy, kdy v růběhu rodukce železa odchází vysokoecní lyn z vrcholu ece. [] Vysokoecní lyn řadíe ezi álo výhřevné lyny. Jeho výhřevnos se ohybuje v rozezích,7 4,6 MJ/N. kládá se jak z hořlavých lynů (0 8% C, 5% H ), ak i z nehořlavých lynů (50 55 % N, 7 5% C ). [].. Výroba surového železa a rinci vzniku BFG Vysoká ec je uzavřený sysé, do kerého se zaváží aeriál obsahující železo ve forě železných rud. Je edy nuné ro eno roces vhodné alivo, keré zabezečí nejen dosaečné elo ro avení železa, ale i uhlík, kerý je ořebný k redukci rud a aké k zuhličení uvolněného čisého železa. Dále do vysoké ece řivádíe sruskovorné řísady, keré ulehčují rozušění hlušiny z rud a oela z aliva. [] Princi vzniku železa ve vysoké eci robíhá za alování koksu v roudu ředehřáého vzduchu, kerý je do ece vháněn zeodu. Při alování koksu se uvolňuje velké nožsví ela za vzniku oxidu uhličiého a uhelnaého. klesání aeriálu do nižší čási ece se aeriál dosává do ís, kde jsou vyšší eloy a dochází k rozkladu i oxidů železa. Vyredukované železo se díky své vysoké husoě dosává do odní čási ece, kde dochází k jeho hroadění. Dále se do vsázky řidává váenec, kerý na sebe váže křeík obsažený v železných rudách. Vzniká ak sruska, kerá na sebe dále váže síru ve forě sulfidů a nezredukované oxidy. ruska á aké za úkol od sebe odděli vyredukované železo od cheických rocesů, keré robíhají ve vyšších čásech ece. [] rusku i surové železo je nuno koninuálně z ece odvádě. urové železo dále zracováváe na oceli a liiny. Vzniklou srusku využíváe dále ve savební růyslu ři výrobě ceenu, nebo jako drcené kaenivo. Poslední roduke ři výrobě surového železa je vysokoecní lyn, kerý odchází z vrcholu vysoké ece. [] br. Příčný řez vysokou ecí s říslušensví [] 8

19 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu.. Úravy a čišění BFG Vysokoecní lyn vychází z horní čási ece obsahující oílek a jiné odadní roduky jako jsou jené čásice koksu a různé cheické sloučeniny, keré v důsledku reakcí robíhají ve vysoké eci. Tako znečišěný lyn není ožno hned využíva, a roo ho usíe čisi [] fáze. Čišění BFG ůžee rozděli do dvou fází a o riární fáze a sekundární br. chéa čišění vysokoecního lynu []... Priární čišění lynu Priární čišění je založeno na graviační rinciu usazování čásic a slouží k odsranění velkých čásic rachu. Jedná se o suchý zůsob čišění a robíhá za ooci graviačních laačů rachu nebo oocí cyklónů. dloučený rach je věšinou o velikosi věší než 0 µ a skladuje se ve skladovací násyce.... ekundární čišění lynu Po riární (suché) čišění následuje sekundární (okré) čišění, kdy dochází ke konaku lynu s vodou a éěř veškeré nečisoy jsou odděleny. Mokré čišění se rovádí ve vodou skráěných kolonách a Venuriho račkách. V horní čási račky jsou uísěny rysky, keré vyváří vodní clonu, řes kerou lyn rosuuje a vodní kaičky na sebe váží drobné nečisoy. Dále ro zvýšení čisoy lynu ouží elekrosaické odlučovače. Elekrosaické odlučovače racují na rinciu ionizace lynu za ooci dvou elekrod s velký oenciální rozdíle sejnosěrného naěí. Kladné elekrody jsou konsrukčně řešeny jako varované desky nebo rubky a uvniř rofilu je uísěn drá, kerý voří záorně nabíjecí elekrodu... Použií BFG BFG ůžee oužíva ro ředehřáí vzduchu, kerý vháníe do vysoké ece v Cowerových ohřívačích. Dále ho ůžee alova v kolích ro výrobu eelné energie a v lynových urbínách ro výrobu elekrické energie. Při využívání BFG je důležié, aby se zabránilo jakéukoliv úniku lynu do okolí, jelikož obsahuje velké nožsví oxidu uhelnaého, kerý je vysoce jedovaý. 9

20 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu. echioerické výočy Při výoču jse osuoval dle skri [].. bjeové složení BFG BFG je zbaven vlhkosi a veškerých rašných nečiso. Název lynu Značka lynu bjeové složení Vodík H, % xid uhelnaý C,5 % Dusík N 5,5 % xid uhličiý C 9,8 % 00 % Tab. bjeové složení BFG... echioerický výoče ro BFG Miniální obje kyslíku ořebný ro dokonalé álení lynu: ;BFG N C H H y CxH y in; 0,5,5 ( x ) BFG (.) ,5, N ; in; BFG 0,5 0, 5 00 N ; BFG Miniální obje suchého vzduchu na álení suchého lynu: vzd ; in BFG in; BFG vzd ;in BFG ;BFG N 00 (.) 00 N ; vzd 0,5 0,657 N ; BFG Miniální obje vlhkého vzduchu na álení suchého lynu: ;BFG N oučiniel f v volíe ro běžné kliaické odínky, keré odovídají relaivní vlhkosi φ=70% a eloě v =0 C, f v =,06. V f (.) vzd; in BFG v V vzd in BFG vzd; in BFG ;,060,657 0, 6459 N ; vzd N ; BFG bje vodní áry: V V (.4) H; BFG vzd;in BFG V H vzd; in BFG ; BFG 0,6459 0,657 0, 00 N ; vzd N ; BFG... Množsví jednolivých složek lynů ve alinách bje C ve alinách: C ; BFG 0,0C C x CxH y 0, 0vzd ; in BFG (.5) N,5 9,8 0,00,657 0, C ; BFG 0,0 4 ; C N ; BFG 0

21 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu bje N ve alinách: N ; 0,0N 78, 05 (.6) BFG 0,0 vzd; in BFG 5,5 78,050,657, N ; BFG 0 N ; N N ; BFG bje Ar ve alinách: Ar; 0, 009 (.7) Ar BFG vzd; in BFG ; BFG 0,0090,657 0, 0058 N ; Ar N ; BFG bje vodní áry ve alinách: y V H ; BFG 0,0 CxH y H H H ; BFG (.8) 0,0, 0,00 0, H; BFG 04 N ; H N ; BFG.. bjeové složení zeního lynu Pro určení objeového složení lynu je ranziní (ruský) lyn, kerý á následující složení [5]: Název lynu Značka lynu bjeové složení Mean CH 4 98,9 % Ean C H 6 0,44 % Proan C H 8 0,6 % Buan C 4 H 0 0,07 % Penan C 5 H 0,0 % Dusík N 0,84 % xid uhličiý C 0,07 % 00 % Tab. bjeové složení zeního lynu [5]... echioerický výoče ro Zení lyn (ZP) Miniální obje kyslíku ořebný ro dokonalé álení lynu: C H H y CxH y in; 0,5,5 ( x ) ZP (.9) ,9 6 0,44 8 0,6 0 0,07 in; ZP ( ) ( ) ( ) (4 ) ,0 N ; (5 ), N ; ZP ;ZP N Miniální obje suchého vzduchu na álení suchého lynu: vzd; in ZP in; ZP vzd ;in ZP ;ZP N 00 (.0) 00 N ; vzd,998 9,55 N ; ZP

22 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Miniální obje vlhkého vzduchu na álení suchého lynu: oučiniel f v volíe ro běžné kliaické odínky, keré odovídají relaivní vlhkosi φ=70% a eloě v =0 C, f v =,06. V f (.) vzd; in ZP v vzd; in ZP ; in ZP,069,55 9, 6674 V N ; vzd vzd N ; ZP ZP bje vodní áry: V V (.) H; ZP vzd;in ZP vzd; in ZP ; 9,6674 9,55 0, 5 V H ZP N ; vzd N ; ZP ;ZP N... Množsví jednolivých složek lynů ve alinách bje C ve alinách: C ; ZP 0,0C C xcxh y 0, 0vzd ; in ZP (.) 0,0 9,8 98,9 0,44 0,6 40,07 50,0 0,09,55 C ; ZP,07 N ; C N ; ZP bje N ve alinách: N ; 0,0N 78, 05 (.4) ZP 0,0 vzd; in ZP N 0,84 78,059,55 7, N ; ZP 450 bje Ar ve alinách: Ar; 0, 009 (.5) Ar ZP vzd; in ZP ; ZP 0,0099,55 0, 0875 N ; Ar N ; ZP bje vodní áry ve alinách: y V H ; ZP 0,0 CxH y H H H ; ZP (.6) ; N N ; ZP ,0 98,9 0,44 0,6 0,07 0,0 0,5, H; ZP 449 N ; H N ; ZP.. echioerický výoče ro sěs lynů kcal Přeoče výhřevnosi BFG ( 4, 85 ): N N r Qi; BFG 775 4,85 4, 75 (.7) N

23 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče výhřevnosi sěsi z kalorického odílu: r r r 0,9 Q 0, Q (.8) Q i i; BFG i; ZP Q r i 0,9 4,75 0, 40 64,075 Výoče oěru ezi jednolivýi výhřevnosi: r 0,9 Qi; BFG q (.9) r 0, Q q i; ZP 0,9 4,75 0, 40 0,858 Výoče objeového oěru ezi jednolivýi lyny: r q Qi; ZP A (.0) r r q Q ( q ) Q A i; ZP i; BFG 0, ,989 0,85840 ( 0,858) 4,75... echioerický výoče ro sěs lynů Miniální obje kyslíku ořebný ro dokonalé álení lynu: in A in; BFG ( A) in; ZP N (.) in 0,9890,5 ( 0,989),998 0, 65 Miniální obje suchého vzduchu na álení suchého lynu: 00 (.) 00 N ; vzd 0,65 0,7786 vzd ; in in vzd;in N Miniální obje vlhkého vzduchu na álení N suchého lynu: oučiniel f v volíe ro běžné kliaické odínky, keré odovídají relaivní vlhkosi φ=70% a eloě v =0 C, f v =,06. V f (.) vzd ; in v V vzd in vzd; in ;,060,7786 0, 79 N ; vzd N bje vodní áry: V V (.4) H vzd;in V H vzd; in 0,79 0,7786 0,05 N ; vzd N N N N ; N

24 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu... Množsví jednolivých složek lynů ve alinách bje C ve alinách: A ( A (.5) C C BFG ) ; C ; ZP C 0,9890,4 ( 0,989),07 0, 4456 bje N ve alinách: A ( A (.6) N N BFG ) ; N; ZP N 0,989,0 ( 0,989) 7,450, 4 bje Ar ve alinách: A ( A (.7) Ar Ar; BFG ) Ar; ZP Ar 0,9890,0058 ( 0,989) 0,0875 0,007 bje vodní áry ve alinách: A ( A (.8) H ; in H ; BFG ) H; ZP 0,9890,04 ( 0,989),449 0, N C N N H;in echioerické nožsví alin ; N ; N N ; Ar N N ; H Miniální obje suchých alin ři álení suchého lynu: in C N ; (.9) in Ar ; 0,4456,4 0,007, 5870 N N ; N Miniální obje vlhkých alin ři álení suchého lynu: V ; in ;in H V in N (.0) ;,5870 0,076, 66 N ; N..4. kuečné nožsví alin a vzduchu Pro výoče skuečného nožsví alin a vzduchu uvažujee alování s řebyke vzduchu, kdy eno součiniel volíe na základě zdroje [4], kde je uvedeno, že ro lynná MJ aliva s výhřevnosí nižší než,5 volíe α=,5. N kuečný obje vlhkých alin ři álení suchého lynu s řebyke vzduchu: V V V ; in ) V vzd; in N ( (.),66 (,5 ) 0,79,788 N ; N N 4

25 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu kuečný obje vodní áry H ve alinách: ( f ) ( (.) H H ; in ) vzd; in H 0,076 (,06 ) (,5 ) 0,7786 0, N H kuečný obje vlhkého vzduchu s řebyke vzduchu: v V (.) vzd v vzd vzd ; in,50,79 0,9098 N ; vzd N..5. Enalie vzduchu a alin [ C] C N Ar H c ,8 5 4,6,5, 9,0,78, ,5 9,07 50,6,7, ,5 59,9 86,0 04,5 67,0, ,8 9, 78,8 46,8 406,8, ,9 56,7 7,7 65,9 550,9, ,4 664,0 464,7 794,5 698,7, , 557, 968,8 849,9, , 650, 49 00, , 5 59, ,7 56 8, , 7 477, , , , , , , , , ,56 Tab. Měrná enalie někerých složek alin [/N ] a ěrná eelná kaacia vlhkého vzduchu [/. K] v závislosi na eloě [] ; N Enalie iniálního objeu vlhkých alin (ro 00 C): I I, in C ic i N in H ih Ar i Ar (..8), 0,445670,49,5 0,07650,6 0,0079,07 4, 765 in N 5

26 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Enalie iniálního nožsví vzduchu (ro 00 C): I ( c ) (.4) I vzd, in vzd,in, 0,7786(,400) 0, 0866 vzd in vzd N Enalie alin (ro 00 C, α=): I I I (.5), in ( ) I vzd,in 4,765 ( ) 7,795 4,765 N [ C] I,in Ivz,in α= α=,5 α=, ,5857 8,65 58,5857 6,06 6, 00 4,765 7,795 4,765 45,684 49, ,6 46,57 478,6 500,55 507, ,959,49 70, ,6 775, ,665 97,77 99,665 06, 05, ,04 76,06 60,04 6,45 5, ,86 456,4 55,86 604,9 67, ,04 58,04 88,04 898,75 95, ,4 60,64 06,4 99,5 0, ,54 704,64 99,54 505, 540, , 790,06 698, 86,8 856, ,8 876,6 000,8,8 75, ,45 96,909 06,45 45,0 499, 00 64,9 05, 64,9 77,7 85, ,08 4,49 96, , 454, , 0,45 49, 44, , ,6 0,4 4556,6 4754,4 480, ,78 500,79 59,78 546,9 549, ,56 684,59 58, ,5 670, ,9 48,4 7456,9 7779,6 7886,58 Tab. 4 Tabulka enalie vzduchu a roduku alování 6

27 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Graf - I- diagra alin ro sěs vysokoecního a zeního lynu 7

28 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu. Teelní bilance kole Celkové elo, keré řivedee do kole na sěsi vysokoecního a zeního lynu, odovídá výhřevnos aliva: ;l N Q r i Q 64,075 (4.) N Množsví aliva řivedené do kole: A (4.) M M ; BFG M 0,989 N ,6 h,7 s N.. Zráy kole a eelná účinnos Při alování lynů neuvažujee zráu hořlavinou v uhých zbycích (echanický nedoale) a zráu fyzický ele uhých zbyků. Posuoval jse dle výočů uvedených ve skriech []. Zráa fyzický ele alin (cheický nedoale): Pro výoče oužijee hodnoy,ref = %, gc = 00 g/ N Z C 0,6 gc ( ) Q, ref,in r i (4.) Z C 0,600,587 0,0009 0,09% ( ) 64,075 Zráa fyzický ele alin (koínová zráa): Vzaženo ro elou alin υ K =5 C, elou okolí ok =0 C a řebyek vzduchu za kole α K =, z K V c Q K ok V I V K Q K ok (4.4) Z K 9,855, , ,075 0, ,564% Zráa sdílení ela do okolí: Volí uo zráu z V =0,9% 8

29 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Teelná účinnos kole: K 00 zi 00 ( zc z K zv ) (4.5) K 00 (0,09 4,564 0,9) 94,507%.. Výrobní elo áry Výoče výrobního ela áry z nožsví řivedeného aliva: M QV K QV M Q (4.6) K 00 Q 00 94,507 Q V,7 64,075 76, 96M 00 9

30 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 4. Výoče alovací koory Při výoču alovací koory je hlavní cíle určení rozěrů a sřední eloy alin na konci alovací koory. Nejrve dle rad konzulana zvolíe rozěry alovací koory dle dooručených vzorců a dále osuujee dle výoču uvedeného ve skriech []. 4.. Základní rozěry alovací koory Výoče délky laene: l Q, (5.) V l 76,96, 9, 4 Výoče růěru laene: M 0,4 (5.) 76,96 0,4,5 Aby nedošlo k oálení sěn ohnišě, řidáe na každou sranu 0,5 erů a o i ezi hořákaa. br. - Rozěry alovací koory 0

31 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Rozěry alovací koory: Šířka alovací koory: A= 8550 Hloubka alovací koory: B= 4500 Výška alovací koory: l= Geoerické araery ohnišě: Výoče objeu alovací koory: V0 A Bl (5.) V0 8,55 4,5 9,9 78, 675 Výoče růřezu alovací koory: 0 A B (5.4) 0 8,55 4,5 8, 5 bjeové zaížení ohnišě: q v M Q (5.5) V 0 q v,7 64,075 k,7 78,675 Průřezové zaížení ohnišě: q M Q (5.6) 0 q,7 64,075 k 05,7 8,5 Celkový ovrch sěn ohnišě: s ( A B) ( Al) ( Bl) (5.7) s 8,5 4,5 8,5 9,9 4,5 9,9 95,65

32 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Účinná sálavá locha sěn ohnišě: Volí úhlový součiniel rubkové sěny x s =. ús x (5.8) s s ús 95,65 95, Teelný výoče ohnišě 4... oučiniel M Závisí na druhu alovaného aliva a na oloze axiální eloy laene x l. V naše říadě volí x l =0,5. M 0,54 0, (5.9) x l M 0,54 0, 0,5 0, Bolzannovo číslo Jedná se o bezrozěrné odobnosní kriériu definované ro účely výočů ohnišě. Výoče Bolzannova čísla: Bo M c 5,7 0 s Ta (5.0) Bo 5,7 0 oučiniel uchování ela: k z 0,99,7,85 0,6596,65(87,56 7,5) sv 0,5 sv (5.) z 0,009 0,99 0, ,009 Telo řivedené do kole se vzduche: Q vz M c (5.) vz vz vz Q vz 0,9098,7,95 5 8,5 n

33 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Užiečné elo uvolněné v ohniši: I I u u Q ( z ) Q (5.) C vz 64,075 ( 0,0009) 8,5 67, n Téo enalii odovídá eloa υ a =87,56 C Telou alin na konci ohnišě volí υ 0 =980 C, éo eloě odovídá enalie I 0 =754,5 / N. řední celkové ěrné elo alin: I I u 0 c (5.4) a 0 67,5 754,5 c, 85 87, kgk řední hodnoa součiniele eelné efekivnosi sěn: oučiniel zanesení sěn volí dle [4] ξ=0,65. x (5.5) s 0,65 0, ueň černosi ohnišě Pro lynové ohnišě očíáe dle vzahu: a l a0 (5.6) a a a l 0,404 l 0,404 0,404 0,65 0 Výoče a l ro lynná aliva: 0,5 oučiniel charakerizující odíl objeu ohnišě zalněného svíivou čásí laene volí =0, [] a l a ( ) a (5.7) sv ns a l 0, 0,77 ( 0,) 0,68 0,404

34 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče součiniele zeslabení sálání nesvíivýi říaoovýi lyny a ns : Tlak v ohniši volí =0, MPa [] a ns e k s (5.8) a ns e 0,9940, 4,6 0,68 oučiniel zeslabení sálání nesvíivýi říaoovýi lyny: k k r,6 7,8 6 rh T 0 0,7 r s 000 (5.9) k 7,8 60, ,5 0,7 0,99 0,994,6 0,0994,6 000 MPa bjeová čás říaoových lynů: r r r (5.0) H R rh v 0,4456,788 C v 0, ,99,788 Celkový arciální lak: (5.) r 0, 0,99 0, 099MPa Účinná loušťka sálavé vrsvy: V0 s,6 (5.) s 78,676 s,6 4, 6 95,65 Výoče součiniele zeslabení sálání svíivé čási laene a sv : a sv ( k kc ) s e (5.) a sv e (0,994,87) 0, 4,6 0,77 4

35 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu oučiniel zeslabení sálání čásicei sazí: k c k c T 0, ( 5 C 0 r 0 ),6 0, (5.4) 000 H r 980 7,5 0,(,5),6 0,5 4,88, MPa Teloa alin na výsuu z ohnišě Výoče eloy alin na výsuu z ohnišě: 0,6 B0 0 a 7,5 (5.5) 0,6 0,6 M a B ,6 87 0,5,56 7,5 979, 8C 0,6 0, 0,490,5 0,5 6 dchylka elo na konci alovací koory: NAVRZENE VYPCTENE (5.6) ,8 0, C Vyočená odchylka je v oleranci ±50 C. Množsví ela odevzdané v ohniši do sěn: Q ( I I 0 ) (5.7) u Q 0,99(67,5 754,5) 9,5 N 5

36 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 5. Návrh výhřevných loch Pro výoče jednolivých elo a enalií byl ouži rogra XTEAM. 5.. Tlakové zráy v jednolivých čásech kole Při roudění racovního édia v rubkách vznikají lakové zráy, keré neůžee zanedbáva, a roo s nii usíe očía. Tlakové zráy volí na základě rad konzulana. Tlaková zráa v ekonoizéru: EK 0, MPa Tlaková zráa v závěsných rubkách: ZÁV 0, MPa Tlaková zráa v řehříváku : P 0, MPa Tlaková zráa v řehříváku : P 0, MPa 5.. Přehřívák P Výsuní araery áry: i P, ou P, ou P, ou 40C 4MPa 84,66 kg Vsuní araery áry: i i P P, in P, in P, in 50 i kg P, ou i 4,MPa 9,C P 04,66 kg Teelný výkon ředaný v řehříváku : Q P PP ( P, ou P, in M i i ) (6.) Q P 7,6(84,66 04,66) 690, 7k 6

37 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 5.. Přehřívák P Na výsuu z ohoo řehříváku je uísěna regulace eloy řehřáé áry rováděna vsřike naájecí vody. Množsví vsřiku volí % z celkového nožsví řehřáé áry. br. 4- chéa vsřiku do řehříváku Výsuní araery áry: M PP ip, in 0,0 M PP iek, in P, ou (6.) ( 0,0) M PP P, ou 7,604,66 0,07,658, 8, 79C ( 0,0) 7,6 i P, ou P, ou 4,MPa 059,98 kg Vsuní araery áry: i i P P, in P, in P, in 00 i P, ou kg i 4,4MPa 7,5C P 859,98 kg Teelný výkon ředaný v řehříváku : Q P ( PP PP P, ou P, in M 0,0 M ) ( i i ) (6.) Q P (7,6 0,07,6) (059,98 859,98) 5467, 76k 7

38 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 5.4. Závěsné rubky Výsuní araery áry: i záv, ou záv, ou záv, ou 7,5C 4,4MPa 859,98 kg Vsuní araery áry: i i záv záv, in záv, in záv, in 50 i kg záv, ou i 4,5MPa 60,4C záv 809,98 kg Teelný výkon ředaný v závěsných rubkách: Q záv M 0,0 M ) ( i i ) (6.4) ( PP PP záv, ou záv, in Q záv ( 7,6 0,07,6) (859,98 809,98) 66, 94k 5.5. Výarník Výsuní araery áry: i vý, ou vý, ou vý, ou 60,4C 4,5MPa 798,00 kg Vsuní araery áry: i vý, in vý, in vý, in,4 4,5MPa kg 60,4C Teelný výkon ředaný v závěsných rubkách: Q vý M 0,0 M ) ( i i ) (6.5) ( PP PP vý, ou vý, in Q vý ( 7,6 0,07,6) (798,00,4) 4585, 8k 8

39 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 5.6. Ekonoizér Výsuní araery áry: i EK, ou EK, ou EK, ou 45,4C 4,5MPa 06,8 kg Vsuní araery áry: i EK, in EK, in EK, in 58, 4,8MPa 5C kg Teelný výkon ředaný v závěsných rubkách: Q EK M 0,0 M ) ( i i ) (6.6) ( PP PP EK, ou EK, in Q EK ( 7,6 0,07,6) (06,858,) 465, 05k Plocha Teloa [ C] Tlak [MPa] Enalie [/kg] En. ád [/kg] Teelný výkon [k] Přehřívák Výsu 40, ,66 50,00 690,7 Vsu 9,08 4, 04,66 Přehřívák Výsu 8,79 4, 059,98 Vsu 7,5 4,4 859,98 00, ,76 Závěsné Výsu 7,5 4,4 860,00 rubky Vsu 60,4 4,5 80,00 50,00 66,94 Výarník Výsu 60,4 4,5 798,00 Vsu 60,4 4,5,4 675, ,8 Ekonoizér Výsu 45,4 4,5 06,8 54,96 465,05 Vsu 5,00 4,8 58, Tab. 5- Přehled elosěnných loch z ohledu racovního édia 9

40 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 6. Výoče I. ahu Teloy alin: Enalie: i i 87,56C a 979,8C 0 ;87,56C ;979,8C 840,86 574, kg řední eloa alin: kg s (7.) 87,56 979,8 s 58,68C 856, 8K Rozěry I. ahu: Šířka alovací koory: A=8,5 Hloubka alovací koory: B=4,5 Výška alovací koory: l=9,9 Délka říže: c=4, Rychlos roudění alin: w V M s (7.) A B 7,5 w,788,7 856,8 4, 0 8,5 4,5 7,5 Telo ředané ve výarníku: Q s M i i ) (7.) V, I ( ;87,56C ;979, 8C Q, I V 0,99,7 (840,86 574,) 858, 5k 40

41 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 7. Výoče kolového svazku Mříž je elosěnná locha ezi I. a II. ahe kole a je vořena rubkai výarníku o růěru 60 s í rozdíle, že chybí raorky ezi rubkai. br. 5-Návrh a rozěry říže Teloy alin: Enalie: i i 979,8C 944C volí ;979,8C ;944 C 574, kg 50,8 kg br. 6-Teelné schéa říže 4

42 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu řední eloa alin: s (8.) 979,8 944 s 96,9 C 5, 05K Paraery říže: Teoreická rychlos roudění alin: w 7 - zvoleno na základě [] s Poče rubek v jedné řadě: n 5 Poče řad: n řad r Průěr rubek: d 0, 06 Výoče výšky rozvolnění kolového svazku: M 7,5 s c (8.) w B n d 7, 5 r,788,7 7,596,9 c 4,06 volí 4, 7 4,5 50,06 7,5 Přeoče rychlosi roudění alin: w M 7,5 s (8.) c B n d 7, 5 r,788,7 7,596,9 w 6, 9 4, 4,5 50,06 7,5 s 7.. Teelný výoče 7... oučiniel řesuu ela konvekcí Výoče je ro vysřídané uořádání rubek. rava na uořádání svazku: c (8.4) s 0, 0,4 c s 0,4,995 0, 0,64 4

43 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče φ σ : (8.5), Výoče σ : 5,995,005 s d (8.6) 0, 0,06 Výoče σ : 5 s d (8.7) 0, 0,06 Výoče σ :,67, (8.8) 4,,67 5 4,005 rava na oče odélných řad: 0,0 řad c 4n, (8.9) z c z 4 0,0, 0,889 oučiniel řesuu ela konvekcí: oučiniel eelné vodivosi: 0,960 - zvoleno na základě [] K 6 oučiniel kineaické viskoziy: 55,40 - zvoleno na základě [] s Prandlovo číslo: Pr 0, 58 - zvoleno na základě [] 4

44 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 0,6 w d 0, K cs cz Pr (8.0) d K 0,960 0,640,889 0,06 6,90,06 55,40 6 0,6 0,58 0, 5,48 K 7... oučiniel řesuu ela sálání oučiniel zeslabení sálání: k k r,6 7,8 6 rh T 0 0,7 r s 000 (8.) k 7,8 60, ,9 7,5 0,7 0,0984,008,6 0,0984, MPa ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s (8.) e a e,00480, 4,60 0,7 Absoluní eloa zarášeného ovrchu sěn: T z vý, ou 7,5 (8.) T z 7,5 60, , 49K 5 C - zvoleno na základě [] oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s,6 TZ 8 a s T 5,7 0 a T (8.4) TZ T 5, ,8 0,7(5,05) 558,49 5,05 558,49 5,05,6 6,704 K 44

45 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 7... Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: C C (8.5) K 5,48 6,704 5, K oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k (8.6) k C 6,7040,85 97,86 K Telo odebrané říží Telosěnná locha říže: d cn r n řad (8.7) 0,064, 5 4,76 řední eloní logariický ád: ( ) ( ) vý, ou vý, ou (8.8) ( vý, ou) ln ln ( ) vý, ou (979,8 60,4) (944 60,4) 45, 0C (979,8 60,4) ln (944 60,4) Telo odebrané říží: Q k 0 (8.9) Q 97,864,7645,00 445, 796k Výoče eloy alin na výsuu z říže Telo vsuních alin: Q vs I M,979,8 C (8.0) Q vs 574,,788,7 560, 54k 45

46 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Telo výsuních alin: Q výs Q Q (8.) vs Q výs 560,54 445, , 75k Enalie výsuních alin: I výs Qvýs (8.) M I 474,75 50, výs,788,7 kg Téo enalii odovídá eloa 94,8 C, kerá se od navržené eloy liší o 0, C což je řijaelné a roo jako výsuní elou uvažujee 94,8 C. 46

47 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 8. Výoče. čási II. ahu kole. čás II. ahu kole voří ebránová sěna a závěsné rubky. Rozěry kanálu: br. 7- Teelné schéa obraové koory Šířka alinového kanálu: A=6,45 Hloubka alinového kanálu: B=4,5 Výška alinového kanálu: h=4, Teloy alin: 94,8C 876,5C volí řední eloa alin: s (9.) 94,8 876,5 s 90,5C 8, K Rozěr a oče závěsných rubek: Poče závěsných rubek: i=66 Průěr závěsné rubky: d=0,08 Tloušťka závěsných rubek: =0,004 47

48 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Příčná locha závěsných rubek: Př Př d i 4 0, , (9.) vělý růřez alin: F A B (9.) P Př F P 6,45 4,5 0,0748 9,75 Rychlos roudění alin: w M 7,5 s (9.4) F 7,5 P w,788,7 7,5 90,5 5, 9,755 7,5 s 8.. Výoče ebránové sěny 8... oučiniel řesuu ela konvekcí bvod kanálu: ( A B) i d (9.5) (6,45 4,5) 66 0,08 9, 88 Ekvivalenní růěr alin: d e F 4 P (9.6) 49,75 d e, 9 9,88 oučiniel řesuu ela konvekcí: oučiniel eelné vodivosi: 9, zvoleno na základě [] K 6 oučiniel kineaické viskoziy: 4, 0 - zvoleno na základě [] s Prandlovo číslo: Pr 0, zvoleno na základě [] 48

49 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu K 0,8 w d e 0,0 Pr d e 0,4 (9.7) K 9,8000 0,0,9 5,,9 6 4, 0 0,8 0,584 0,4 6,6 K 8... oučiniel řesuu ela sálání bje sálající vrsvy: V V A B H (9.8) 6,45 4,5 4,,75 Povrch sěn kanálu: F s A H B H A B (9.9) F s 6,5 4, 4,5 4, 6,5 4,5 0,75 Efekivní loušťka sálavé vrsvy: V s, 5 (9.0) F s,75 s,5 4, 8 0,75 oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh,6 s T 0,7 r 000 (9.) k 7,8 60, ,5 7,5 0,7 0,0984,0,6 0,0984,8 000 MPa ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s e (9.) a e,00, 4,8 0,98 Absoluní eloa zarášeného ovrchu sěn: T z 7, 5 (9.) s T z 7,5 64,4 5 56, 57K 5 C - zvoleno na základě [] 49

50 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s TZ 8 a s T 5,7 0 a T (9.4) TZ T,6 5, ,8 0,408(4,55),6 56,57 8, 56,57 8, 60,0 K 8... Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: C C (9.5) K 6,6 60,0 66,47 K oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k (9.6) k C 66,470,85 56,5 K Telo odevzdané ebránovou sěnou řední eloní logariický ád: ( ) ( ) vý, ou vý, ou (9.7) ( vý, ou) ln ln ( ) vý, ou (94,8 60,4) (876,5 60,4) 649, C (94,8 60,4) ln (876,55 60,4) 50

51 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Telo odebrané říží: Q k F 0 e (9.8) s Q e 56,50,75649,0 750, 65k 8.. Výoče závěsných rubek Teloa áry: s Tlak áry: 60,4C 68,5C volí 60,4 68,5 64,4C 57,57K 4,4MPa 4,4MPa 4,4 4,4 s 4, 46MPa Měrný obje áry: v v v s 0,04596 kg 0,04707 kg 0, ,0465 0,04707 kg Vlasnosi áry: oučiniel eelné vodivosi: 0, 05 K Měrná eelná kaacia: c, 748 kg K Dynaická viskozia:,80 5 Pa s Kineaická viskozia: 8,40 7 s Prandlovo číslo: Pr, 05 5

52 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Průočný růřez ro áru: F F ( d ()) i 4 (0,08 (0,004)) 66 0,047 4 (9.9) Rychlos áry: w M v s (9.0) F w 7,60,0465 7, 55 0, oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany áry: s 0,8 w ( d ) 0,4 0,0 P Pr (9.) d P 0,05 7,55(0,08 4) 0,4 0,0,05 757, 8 7 0,08 4 8,40 K 0, oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh,6 s T 0,7 r 000 (9.) k 7,8 60, ,5 7,5 0,7 0,0984 8,0,6 0, MPa ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s e (9.) a e 8,00, 4,8 0,60 5

53 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s TZ 8 a s T 5,7 0 a T (9.4) TZ T,6 5, ,8 0,60(8,),6 56,57 8, 56,57 8, 9,44 K 8... oučiniel řesuu ela konvekcí Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany áry: K 0,8 w d e 0,0 Pr d e 0,4 (9.5) K 9,8000 0,0,9 5,,9 6 4, 0 0,8 0,584 0,4 6,6 K Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: K (9.6) 6,6 9,44 45, 70 K oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k (9.7) k 45,700,85 8,0 K 5

54 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu kuečné elo odebrané závěsnýi rubkai řední eloní logariický ád: ( ) ( ) (9.8) ( ) ln ln ( ) (94,8 60,4) (876,5 68,5) 644, 99C (94,8 60,4) ln (876,5 68,5) Telosěnná locha závěsných rubek: r i H d (9.9) r 664, 0,08,08 Výoče odebraného ela závěsnýi rubkai: Q k 0 záv (9.0) Q záv 8,0,08644,990 8, 88k 8.. Výoče eloy áry na konci závěsných rubek Enalie výsuní áry v závěsných rubkách: I M i Qzáv (9.) M I 7,685,98,88 845, 6 7,6 Téo enalii odovídá eloa 68,66 C, kerá se od navržené eloy liší o 0,6 C což je řijaelné a roo jako výsuní elou uvažujee 68,66 C Výoče eloy alin na konci závěsných rubek Celkové elo odebrané v. čási II. ahu kole: kg Q C Q Q (9.) e záv Q C 750,658,88 456, 5k Telo alin vsuující do. čási II. ahu kole: Q I QC (9.) Q 59,5, ,5 60, 07k 54

55 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Telo alin vysuující z. čási II. ahu kole: Q Q Q (9.4) C Q 60,07 456,5 469, 5k Enalie výsuních alin: I Q (9.5) M I 469,5 90, 68,788,7 kg Téo enalii odovídá eloa 876, C, kerá se od navržené eloy liší o 0,8 C což je řijaelné a roo jako výsuní elou uvažujee 876, C. 55

56 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 9. Výoče. čási II. ahu kole Hlavní výhřevnou lochu éo čási voří řehřívák áry, další čás voří závěsné rubky a čás ebránové sěny výarníku. Přehřívák je vořen 44 dvojhady, keré jsou uořádány za sebou, jelikož ezi ěio dvojhady rochází závěsné rubky, keré slouží ro uchycení řehříváku. Rozěry kanálu: Šířka alinového kanálu: A=6,45 br. 8-Teelné schéa řehříváku áry Hloubka alinového kanálu: B=4,5 Základní araery: Průěr rubky: d=0,08 Tloušťka rubek: =0,004 Poče říčných řad: i ř =44 Poče odélných řad: i o =8 Poče hadů: x= řední délka hadu: l h =6, 9.. Paraery áry Teloa áry: s 40C 9,08C volí 40 9,08 79,54C 65,69K 56

57 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Tlak áry: 4,0MPa 4,MPa 4,0 4, 4, s Vlasnosi áry: MPa oučiniel eelné vodivosi: 0, 0564 K Měrná eelná kaacia: c, 46 kg K Dynaická viskozia:,47 0 Kineaická viskozia:,64 0 Prandlovo číslo: Pr, Pa s 6 s Měrný obje áry: 0,0688 kg v s 9.. Paraery alin Teloa alin: s 876,C 666,5C volí 876, 666,5 77,4C 047,8K Vlasnosi alin: oučiniel eelné vodivosi: 0, 098 Kineaická viskozia: 9,6 Prandlovo číslo: Pr 0, 59 6 s K 57

58 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 9.. Výoče řehříváku áry 9... oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry Průočný růřez ro áru: F F i ř ( d ( )) x 4 (0,08 ( 0,004)) 44 0, (0.) Rychlos áry: w M v s (0.) F w 7,6 0,0688 9, 04 0,0998 Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany áry: s 0,8 w ( d ) 0,4 P 0,0 Pr (0.) d P 0,0564 9,04 (0,08 4) 0,4 0,0 0,58 9, 9 6 0,08 4,64 0 K 0, oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin Průočný růřez ro aliny: F A B i ř d l h d i 4 (0.4) F 0,08 6,5 4, ,08 l6, 66 8,64 4 Rychlos alin: w M 7,5 s,s (0.5) F 7,5 w,7,788 7,5 774,66, 9 8,64 7,5 s 58

59 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu rava na uořádání svazku: c s (0.6) c s 4,06,6,078 Výoče φ σ : (0.7),,6 0,57 4,06 Výoče σ : s d (0.8) 0, 0,08 Výoče σ :,6 s d (0.9) 0,45 0,08 Výoče σ :,86, (0.0) 4,,6,86 4,

60 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany alin: 0,65 w d 0, k 0, Pr cs (0.) d k 0,65 0,098,9 0,08 0, 0, 0,59,078, 4 6 0,08 9,6 0 K 9... oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh T 0,7 r (0.),6 s 000 7,8 6 0, ,4 7,5 k 0,7 0,0984,6 0,098 0, ,74 MPa ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s (0.) e a e 4,740, 4,8 0,58 oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s,6 TZ 8 a s T 5,7 0 a T (0.4) TZ T 5, ,8 0,60 (044,56),6 65,69 044,56 65,69 044,56 0,8 K Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: K (0.5),4 0,8 54, 05 K 60

61 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k k (0.6) 54,05 0,85,4 54,05 K 9, Přijaý eelný výkon řehříváke áry řední eloní logariický ád: ( ) ( ) (0.7) ( ) ln ln ( ) (876, 40) (666,5 9,08) 89, C (876, 40) ln (666,5 9,08) kuečná locha řehříváku áry : PP d i i x l (0.8) ř o h PP 0, , 54, Ideální locha řehříváku áry : PP, id 000 Q k PP (0.9) PP ,7, id 55, 0,4 89, dchylka skuečné lochy od ideální lochy řehříváku áry : PP, id PP 00 (0.0) PP, id 55,0 54, 00 0,6% vyhovuje 55,0 6

62 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče řijaého eelného výkonu řehříváke áry : Q ku PP k PP (0.) 000,4 55,0 89, 000 Q ku PP 690, 9 k dchylka výhřevné lochy od ideální se liší o 0,6% což je zanedbaelná hodnoa 9.4. Výoče ebránové sěny oučiniel řesuu ela konvekcí bvod kanálu: ( A B) i d (0.) (6,45 4,5) 66 0,08 9, 88 Ekvivalenní růěr alin: d e F 4 P (0.) 4 8,64 d e, 496 9,88 oučiniel řesuu ela konvekcí: K 0,8 w de 0,0 Pr de 0,4 (0.4) K 0,098,9,496 0,4 0,0 0,59 6, 4 6,496 9,6 0 K 0, oučiniel řesuu ela sálání na sraně alin oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh T 0,7 r (0.5),6 s 000 7,8 6 0, ,4 7,5 k 0,7 0,0984,6 0,098 0, ,74 MPa 6

63 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s (0.6) e a e 4,740, 4,8 0,58 oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s,6 TZ 8 a s T 5,7 0 a T (0.7) TZ T 5, ,8 0,60 (044,56),6 5,49 044,56 5,49 044,56 96,7 K Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: C C (0.8) K 6,4 96,7 0,5 K oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k (0.9) C k 0,5 0,85 87,68 K Telo odevzdané ebránovou sěnou řední eloní logariický ád: ( ) ( ) vý, ou vý, ou (0.0) ( vý, ou) ln ln ( ) vý, ou (876, 60,4) (666,5 60,4) 50, 8C (876, 60,4) ln (666,5 60,4) 6

64 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Telo odebrané říží: Q PP k 0 e (0.) Q PP e 87,68 7,5 50,8 0 4, Výoče závěsných rubek Teloa áry: k s 68,5C 70,5C volí 60,5 70,5 69,5C 54,65K Tlak áry: 4,4MPa 4,467MPa 4,4 4,467 s 4, 4495MPa Vlasnosi áry: oučiniel eelné vodivosi: 0, 058 K Měrná eelná kaacia: c, 585 kg K Dynaická viskozia:,880 Kineaická viskozia: 8,64 0 Prandlovo číslo: Pr, 7 5 Pa s 7 s Měrný obje áry: 0,047 kg v s Průočný růřez ro áru: F F ( d ()) i 4 (0,08 (0,004)) 66 0,047 4 (0.) 64

65 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Rychlos áry: w M v s (0.) F w 7,60,0465 7, 55 0, oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany áry: s 0,8 w ( d ) 0,4 P 0,0 Pr (0.4) d P 0,058 7,55 (0,08 4) 0,4 0,0,7 66, 7 0,08 4 8,64 0 K 0, oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin ejný výoče jako v říadě ebránové sěny oučiniel řesuu ela konvekcí: K 0,8 w de 0,0 Pr de 0,4 (0.5) K 0,098,9,496 0,4 0,0 0,59 6, 4 6,496 9,6 0 K 0, oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh T 0,7 r (0.6),6 s 000 7,8 6 0, ,4 7,5 k 0,7 0,0984,6 0,098 0, ,74 MPa ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s e (0.7) a e 4,740, 4,8 0,58 65

66 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s,6 TZ 8 a s T 5,7 0 a T (0.8) TZ T 5, ,8 0,58 (044,56),6 54,65 044,56 54,65 044,56 97,89 K Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: K (0.9) 6,4 97,89 04, K oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k k (0.40) 04, 0,85 87,68 04, K 66, kuečné elo odebrané závěsnýi rubkai řední eloní logariický ád: ( ) ( ) (0.4) ( ) ln ln ( ) (876, 68,5) (666,5 70,5) 494, 7C (876, 68,5) ln (666,5 70,5) 66

67 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu kuečná elosěnná locha závěsných rubek: r i l d (0.4) z r 66, 0,08,54 Výoče odebraného ela závěsnýi rubkai: Q PP k 0 záv (0.4) Q PP záv 87,68,54 494,7 0 49, 7 k 9.6. Výoče eloy áry na konci závěsných rubek Enalie výsuní áry v závěsných rubkách: I M i Qzáv (0.44) M I 7,6 844,8 49,7 850, 7,6 kg Téo enalii odovídá eloa 70,5 C, kerá se od navržené eloy liší o 0,0 C což je řijaelné a roo jako výsuní elou uvažujee 70,5 C Výoče eloy alin na konci závěsných rubek Celkové elo odebrané v. čási II. ahu kole: Q C Q Q Q (0.45) PP PP PP sku e záv Q C 690,94,79 49,79 89, 6k Telo alin vsuující do. čási II. ahu kole: Q I Q (0.46) C Q 90,68,788 89,6 469, 5k Telo alin vysuující z. čási II. ahu kole: Q Q QC (0.47) Q 469,5 89,6 77, 9k 67

68 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Enalie výsuních alin: I Q (0.48) M I 77,9 08, 68,788,7 kg Téo enalii odovídá eloa 666, C, kerá se od navržené eloy liší o 0,7 C což je řijaelné a roo jako výsuní elou uvažujee 666, C. 68

69 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 0. Výoče. čási II. ahu kole Hlavní výhřevnou lochu éo čási voří řehřívák áry, další čás voří závěsné rubky a čás ebránové sěny výarníku. Přehřívák je vořen 44 dvojhady, keré jsou uořádány za sebou, jelikož ezi ěio dvojhady rochází závěsné rubky, keré slouží ro uchycení řehříváku. Rozěry kanálu: Šířka alinového kanálu: A=6,45 br. 9- Teelné schéa řehříváku áry Hloubka alinového kanálu: B=4,5 Základní araery: Průěr rubky: d=0,08 Tloušťka rubek: =0,004 Poče říčných řad: i ř =44 Poče odélných řad: i o =0 Poče hadů: x= řední délka hadu: l h =6, 0.. Paraery áry Teloa áry: s 8,79C 7,5C volí 8,79 7,5 05,57C 578,7K 69

70 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Tlak áry: 4,MPa 4,4MPa 4, 4,4 4, s Vlasnosi áry: MPa oučiniel eelné vodivosi: 0, 05 K Měrná eelná kaacia: c, 854 kg K Dynaická viskozia:,0 0 Kineaická viskozia:,07 0 Prandlovo číslo: Pr, 5 Pa s 6 s Měrný obje áry: 0,055 kg v s 0.. Paraery alin Teloa alin: s 666,C 505C volí 666, ,6C 858,77K Vlasnosi alin: oučiniel eelné vodivosi: Kineaická viskozia: 87,04 Prandlovo číslo: Pr 0, 6 0, 07 6 s K 70

71 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu 0.. Výoče řehříváku áry 0... oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany áry Průočný růřez ro áru: F F i ř ( d ( )) x 4 (0,08 ( 0,004)) 44 0, (.) Rychlos áry: w M s (.) F v w 7, 0, , 0,0998 s Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany áry: 0,8 w ( d ) 0,4 P 0,0 Pr (.) d P 0,05 5,08 (0,08 4) 0,4 0,0, 4, ,08 4,07 0 K 0, oučiniel řesuu ela konvekcí ze srany alin Průočný růřez ro aliny: F A B i ř d l h d i 4 (.4) F 0,08 6,45 4,5 44 0,08 l6, 66 8,64 4 Rychlos alin: w M 7,5 s,s (.5) F 7,5 w,7,788 7,5 585,6, 57 8,64 7,5 s 7

72 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu rava na uořádání svazku: c s (.6) c s 7,7,6 0,00 Výoče φ σ : (.7),,6 0,64 7,7 Výoče σ : s d (.8) 0, 0,08 Výoče σ :,6 s d (.9) 0,68 0,08 Výoče σ : 7,05, (.0) 4,,6 7,05 7,7 4 7

73 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče součiniele řesuu ela konvekcí ze srany alin: 0,65 w d 0, k 0, Pr cs (.) d k 0,65 0,07,57 0,08 0, 0, 0,6 0,00 0, ,08 87,04 0 K 0... oučiniel řesuu ela sálání ze srany alin oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh T 0,7 r (.),6 s 000 7,8 6 0,0476 k,6 0,098 0,774,74 MPa 585,6 7,5 0,7 0, ueň černosi zarášeného i nezarášeného roudu alin ři eloě roudu: a k s (.) e a e,740, 4,8 0, oučiniel řesuu ela sálání: ueň černosi ovrchu sěn: a 0, 8 - zvoleno na základě [] s,6 TZ 8 a s T 5,7 0 a T (.4) TZ T 5, ,8 0,60 (858,77),6 578,7 858,77 578,7 858,77 8,08 K Celkový součiniel řesuu ela Celkový součiniel řesuu ela: K (.5) 0,74 8,08 48, 8 K 7

74 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu oučiniel rosuu ela Výoče součiniele rosuu ela: oučiniel eelné efekivnosi: ψ=0,85 - zvoleno na základě [] k k (.6) 48,8 0,85 9,8 48,8 K 4, Přijaý eelný výkon řehříváke áry řední eloní logariický ád: ( ) ( ) (.7) ( ) ln ln ( ) (666, 8,79) (505 7,5) 77, 5C (666, 8,79) ln (505 7,5) kuečná locha řehříváku áry : PP d i i x l (.8) ř o h PP 0, , 66, 5 Ideální locha řehříváku áry : PP, id 000 Q k PP (.9) ,76 9,8 77,5 PP, id 66, 45 dchylka skuečné lochy od ideální lochy řehříváku áry : PP, id PP 00 (.0) PP, id 66,5 66, ,0% vyhovuje 66,45 74

75 Bc. Jakub Šebela - Návrh kole na olualování zeního lynu - EÚ FI VUT BRN a vysokoecního lynu Výoče řijaého eelného výkonu řehříváke áry : Q ku PP k PP (.) 000 9,8 66,5 77,5 000 Q ku PP 5468, k dchylka výhřevné lochy od ideální se liší o 0,0% což je zanedbaelná hodnoa Výoče ebránové sěny oučiniel řesuu ela konvekcí bvod kanálu: ( A B) i d (.) (6,45 4,5) 66 0,08 9, 88 Ekvivalenní růěr alin: d e F 4 P (.) 4 8,64 d e, 496 9,88 oučiniel řesuu ela konvekcí: K 0,8 w de 0,0 Pr de 0,4 (.4) K 0,07,57,496 0,4 0,0 0,6 5, 65 6,496 87,04 0 K 0, oučiniel řesuu ela sálání na sraně alin oučiniel zeslabení sálání: k k r 7,8 6 rh T 0,7 r (.5),6 s 000 7,8 6 0,0476 k,6 0,098 0,774 5,65 MPa 585,65 7,5 0,7 0,