Тепловой расчет регенераторов

Задачей теплового расчета регенератора является определение поверхности нагрева и массы насадки.

За период нагрева поверхность F насадки регенератора воспринимает количество теплоты

, (4.1)

где - коэффициент теплообмена греющих газов (конвекцией и лучеиспусканием) с насадкой, ; и - средние температуры греющего газа и поверхности насадки за период нагревания, ; F – поверхность насадки, м²; Q выражено в кДж/период.

Это количество теплоты повышает температуру поверхности насадки на величину :

,

где - толщина стенки кирпича (вследствие обогрева насадки с двух сторон в данной формуле учитывается половина толщины стенки), м; - плотность насадки, кг/м³; с_н – теплоемкость насадки, кДж/(кг·К); - изменение температуры по­верхности насадки за период нагрева, °С; - коэффициент аккумуляции тепла, определяемый из табл. 4.1.

Изменение температуры поверхности насадки определяется из эмпирической зависимости

,

где средняя температура поверхности насадки за период ее охлаждения; - коэффициент, равный 2,2—3,5.

Теплота, аккумулированная насадкой, в период охлаждения передается нагреваемому воздуху:

,

где - коэффициент конвективного теплообмена поверхности насадки и нагреваемого воздуха, Вт/(м2·К); - средняя температура воздуха за период охлаждения, °С; Q выражено в кДж/период.

Следовательно, образуется система из трех уравнений:

;

;

.

Сложив левые и правые части этих уравнений, получим:

,

или за цикл, кДж/цикл,

, (4.2)

В этом уравнении - коэффициент теплопередачи регенератора, кДж/(м2·цикл·К):

. (4.3)

Коэффициенты конвективного теплообмена между насадкой и горячим газом или воздухом определяют из экспериментальных данных.

Коэффициенты теплопередачи определяют отдельно для горячего и холодного концов регенератора и при расчете поверхности насадки пользуются средним арифметическим значением их.

Дата добавления: 2014-01-20