Расчет регенератора для нагрева воздуха

Рассчитать регенератор для нагрева воздуха от температуры 20 0С до tв// в количестве Vвоз. Принимать количество продуктов сгорания  при нормальных условиях Vд.г с температурой tд.г/. считать время между перекидками τд = τв = 15 мин = 0,25 ч. В качестве насадки использовать сплошные каналы Сименс размерами 120х120 мм. Размер кирпича 230х113х65 мм. Печь отапливается природным газом.  

1. Находим Qвоз пользуясь выражением:

Qвоз = Vвоз(iвоз// - iвоз/)τв = 10500 * (1400 - 26)*  0,25 = 3606750 кДж/ч

Теплосодержание воздуха при:

tв/ = 200С;

i воз/ = 26кДж/м3

tв// = 9700С;

iвоз// = 1400кДж/м3

2. Определим температуру выходных газов, выходящих из регенератора, принимая потери  тепла регенератора в окружающую среду 7% Теплосодержание дымовых газов находим по i-t диаграмме, учитывая подсосы воздуха it = 1,35, i/газ = 2000кДж/м3

Количество тепла, уходящее с продуктами горения из регенератора.

Qух = 0,93 * V0газ * i/газ      

Qух = 0,93 * 10500* 2000 – 260717 = 19269283 кДж/ч

Теплосодержание уходящих продуктов горения:

i//газ = Qух/Vв0 = 19269283/10500 = 1835 кДж/м3

по i-t диаграмме находим tух=1140 ºС

3. Средняя логарифмическая разность температур

∆tн = tгаз̍     tв̎ = 1340 – 970 = 370 ºС   ∆tк =  tух     tвоз̍ = 1140 – 20 = 1120 ºС

По монограмме ∆tср = 735 ºС

4. Находим итоговый коэффициент теплопередачи для верха насадки Принимаем скорость продукта горения в насадке Ut газ=0,8м/сек

Средняя температура горения за период:

tср.газ = (tгаз̍ + tгаз̎)/2 = (1340 + 1140)/2 = 1240 ºС

Средняя температура верха насадки в период нагрева:

tср.н.= (tср.газ + tгаз̍)/2 = (1240 + 1340)/2 = 1290 ºС

Действительная скорость продуктов горения:

Ut газ.= 0,8 * (1 + 1290/273) = 4,58 м/сек

Для продуктов горения находим коэффициент кинематической вязкости νt = 0,0001972м2/сек и коэффициент теплопроводности λt = 0,1176вт/м*град

Re = (Utd)/νt = (4,58 * 0,0824)/0,0001972 = 1913

Коэффицент теплоотдачи конвекцией:

αкон = 0,193(0,1176/0,0824) * 19130,62 = 30 вт/м2 град

αл = 20 вт/м2 град

α = 30 + 20 = 50 вт/м2 град

Скорость воздуха в насадке будет равна

U = 0,8(Vвоз/Vд.г) = 10500/16000 = 0,525м/с

Средняя температура воздуха за период:

tcр = (20 + 970)/2 = 495 0C

Средняя температура насадки в период охлаждения:

tcр = (495 + 970)/2 = 7330C

Действительная скорость воздуха при средней температуре:

U = 0,69 * (1 + 733/273) = 2,5 м/с

Для воздуха находим коэффициент кинематической вязкости νt = 0,000127 м2/сек и коэффициент теплопроводности λt = 0,07 вт/м*град

Re = (Utd)/νt = (2,5 * 0,0824)/0,000127 = 1620

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:

αкон = 0,193 * (0,07/0,0824) * 16200,62 =16 вт/м2 град

Коэффициент теплопроводности кирпича всадки: