Аэродинамический расчет

Общие сведения

Чтобы в топке котельного агрегата могло происходить горение топлива, в нее необходимо подавать воздух. Для удаления из топки газообразных продуктов сгорания и перемещения их через систему поверхностей нагрева котельного агрегата должна быть осуществлена тяга. Подача воздуха в топку и тяга могут быть естественными, когда тяга создается дымовой трубой, а воздух поступает в топку вследствие разрежения, создаваемого в топке тягой дымовой трубы, и искусственными, когда воздух в топку подается дутьевыми вентиляторами, а тяга осуществляется дымососами.

Усложнение профиля котельного агрегата привело к повышению его общего аэродинамического сопротивления, а снижение температуры уходящих газов – к уменьшению силы тяги, создаваемой трубой данной высоты. В результате влияния этих факторов в установках с котлами паропроизводительностью 2,5 т/чи выше естественная тяга почти полностью уступила место искусственным тяге и дутью.

Дымовая труба сохраняется и при искусственной тяге, но основным назначением ее становится вывод дымовых газов в более высокие слои атмосферы, с тем чтобы улучшить условия рассеивания их в пространстве, что особенно важно в случаях, когда дымовые газы содержат повышенное количество вредных примесей – летучей золы и SО ₂.

Движение потока дымовых газов в газовом тракте котельной установки представляет собой сложный случай турбулентного движения сжимаемой жидкости, так как газовый тракт имеет повороты, поперечное сечение его неоднократно изменяется, а отдельные газоходы заполнены трубными пучками с различными характеристиками. Кроме того, температура и плотность дымовых газов изменяются в процессе движения в результате происходящей отдачи теплоты. При сжигании твердого топлива движение газов еще осложняется наличием в них летучей золы, содержание которой изменяется по длине тракта. Движение потока воздуха в воздушном тракте котельного агрегата отличается теми же особенностями, за исключением того, что воздух не забалластирован пылевидными примесями, т. е. является чистым газом.

Аэродинамический расчет газового и воздушного трактов

Аэродинамическое сопротивление какого-либо участка тракта складывается из сопротивления трения и местных сопротивлений. Для парогенераторов и водогрейных котлов к ним добавляется особый вид сопротивления – сопротивление поперечно омываемых пучков труб.

Сопротивление трения возникает при движении потока в прямом канале постоянного сечения, в продольно омываемых трубных пучках и в пластинчатых поверхностях нагрева.