Среднее значение тепловой эффективности Ψср для топки в целом определяют по формуле:

,

где в знаменателе – расчетная площадь стен топки, которую определяют как сумму площадей (плоскостей), ограничивающих активный объем топки, (из табл. 5.1); в числителе – алгебраическая сумма произведений коэффициентов тепловой эффективности экранов на соответствующих этим экранам площади стен, покрытые испарительными поверхностями ; - площади участков стен i – ого экрана, не защищенных трубами.

Площадь стен топки:

F тст = Fфст + Fф’ст + 2*Fбст + Fзст + Fз’ст + Fок =

= 77,63 + 13,58 + 102,7 + 44,5 + 14,45 + 23,12 = 276 м2.

Тогда среднее значение коэффициента тепловой эффективности для топки:

ψср = [0,6045*(77,63 – 2,625) + 0,2*13,58 + 2*0,6045*51,35 +

+0,6045*44,5 + 0,2*14,45 + 0,65*23,12] / 276 = 0,507.

Активный объем топочной камеры определяют по формуле:

Vт = Fбст* bт = 51,35*5,78 = 297 м3 (5.2)

Эффективную толщину излучающего слоя в топке определяют по формуле:

Sт = 3,6 * Vт / F тст = 3,6*297 / 276 = 3,874 м. (5.3)

5.3. Расчет теплообмена в топке.

5.3.1. Расчет основан на приложении теории подобия к топочным процессам. Расчетная формула связывает безразмерную температуру газов на выходе из топки с критерием Больцмана Bо, степенью черноты топки и параметром M, учитывающим характер распределения температур по высоте топки и зависящим от относительного местоположения максимума температур пламени, который определяется схемой размещения и типом горелок. При расчете используется в качестве исходной формулы:

, (5.4)

где θт” - безразмерная температура на выходе из топки;

Тт” = vт”+273 – абсо­лютная температура газов на выходе из топки, K;

Ta = νa+273 – температура газов, которая была бы при адиабатическом сгорании топлива;

aт – сте­пень черноты топки;

М – параметр, учитывающий характер распределения температур по высоте топки;

Во – критерий Больцмана определяется по формуле:

(5.5)

Из формул (5.4) и (5.5) выводится расчетная формула для опреде­ления температуры газов на выходе их топки υт”:

– коэффициент сохранения тепла;

– - расчетный расход топлива;

– - расчетная площадь стен топки;

– - средний коэффициент тепловой эффективности экранов;

– - коэффициент излучения абсолютно черного тела, ;

– - средняя суммарная теплоемкость продуктов горения 1 кг топлива в интервале температур газов от до , .