4 Расчет насадки регенератора

Энтальпия воздуха на входе в насадку

= = 1,3025*25 = 32,56 кДж/м³.

Конечная температура воздуха

= 0,5[ + ( + )] = 0.5[1000+(1000+25)] = 1012,5 .

Энтальпия воздуха на выходе

= = 1,4988*1000 = 1498,8 кДж/м³.

Количество воздуха, проходящего через насадку

= = 15,97 м³/с.

Тепло, затраченное на нагрев воздуха

= ( - ) = 15,97*(1012,5 - 32,56)* 0,6 = 9389,8 МДж.

Среднелогарифмическая разница температур:

.

= - = 700-25 = 675 .

= - = 1520-1012,5 = 507,5 .

Тогда

587 .

Скорость дымовых газов в мартеновской печи принимаем равной 1 м/с, тогда скорость воздуха равна

= / = 15,97/14,57 = 1,09 м/с.

Энтальпия дымовых газов при = 1520 .

= кДж/ .

Энтальпия дымовых газов при = 700 .

кДж/ .

Расход дымовых газов

= 9,74 /с.

Средние температуры верха и низа насадки в дымовом и воздушном периоде и за весь цикл:

= ( + )*0,5 = (1520 + 700)*0,5 = 1110 .

= ( + )*0,5 = (1520 + 1110)*0,5 = 1315 .

= ( + )*0,5 = (700 + 1110)*0,5 = 905 .

= ( + )*0,5 = (25 + 1012,5)*0,5 = 518,8 .

= ( + )*0,5 = (1012,5 + 518,8)*0,5 = 765,7 .

= ( + )*0,5 = (25 + 518,8)*0,5 = 271,9 .

= ( + )*0,5 = (1315 + 765,7)*0,5 = 1040,35 .

= ( + )*0,5 = (905 + 271,9)*0,5 = 588,45 .

Скорости дыма и воздуха при заданных температурах:

= ) = 1(1 + *1315) = 5,82 м/с.

= ) = 1(1 + *905) = 4,31 м/с.

= ) = 1,09*(1 + *765,7) = 4,14 м/с.

= ) = 1,09*(1 + *271,9) = 2,17 м/с.

Расчеты определения коэффициента теплоотдачи и коэффициента аккумуляции тепла ведем по табл. 5 и 6.

2769,2.

4477.

3356.

5838.

26,38.

19,99.

30,77.

24,73.

Таблица 5

Определение коэффициентов теплоотдачи

Наименование, обозначение единицы измерения величины	Расчетная формула и источник	Верх камеры		Низ камеры
		дым	воздух	дым	воздух
Средние за период температуры дыма и воздуха,	См. в тексте	1315	765,7	905	271,9
Коэффициент теплопроводности дыма и воздуха , Вт/(м*град)	Приложение 3	13,64	7,03	10,08	4,41
Кинематическая вязкость дыма и воздуха ,	>> - >> - >>	251,5	123,2	153,9	44,5
Определяющий размер канала, м	См. в тексте	0,12	0,12	0,12	0,12
Действительная скорость воздуха и дыма, м/с		5,82	4,14	4,31	2,17
		2769,2	4477	3356	5838
		26,38	19,99	30,77	24,73
Коэффициент теплоотдачи конвекцией , Вт/(		29,99	11,71	25,84	10,19
Коэффициент расхода воздуха	См. в тексте	1,46		1,46
Состав продуктов сгорания, %:	>> - >> - >>	9,52 15,92		9,52 15,92
Коэффициент теплоотдачи излучением , Вт/(	(см. рис. 7)	31		18
, Вт/(		60,99		43,84

Таблица 6

Температура кирпича, физические величины материала и коэффициент аккумуляции тепла для верхней и нижней половины регенеративной насадки

Наименование величин	Расчетная формула	Верх камеры (форстерит)	Низ камеры (шамот)
Средняя температура кирпича насадки,	См. в тексте	1040,35	588,45
Объемная плотность		2525	2025
Коэффициент теплопроводности , Вт/(м*град)	Приложение 3	1,61	1,11
Теплоемкость С, кДж/(кг*град)	>> - >> - >>	1,34	1,10
Коэффициент температуропроводности		0,00171	0,00179
Эквивалентная толщина кирпича (при 2s = 0,050 м)		0,03	0,03
		0,633	0,667
Коэффициент аккумуляции тепла		0,322	0,334

Поверхность нагрева насадки

Объем кирпича насадки

0,33

Живое сечение насадки

0,400

При расчете коэффициента аккумуляции тепла в случае полутолщины кирпича S=0,025 м, оказалось = 0,324<1/3, т.е. в этом случае целесообразно было бы уменьшить толщину кирпича. Однако дальнейшее уменьшение толщины кирпича для данной насадки нецелесообразно из-за возможного ухудшения ее стойкости.

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к воздуху ( ) равен

где и - коэффициенты теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке и от стенки воздуху, Вт/( *град);

и - длительность дымового и воздушного периодов, ч;

- коэффициент, корректирующий внутреннее тепловое сопротивление насадки при реальных циклических условиях ее работы;

- эффективная полутолщина кирпича, м;

- коэффициент теплопроводности материала кирпича, Вт/( *град);

- объемная плотность кирпича насадки, кг/ ;

С – теплоемкость кирпича насадки, кДж/(кг*град);

- коэффициент гистерезиса температуры насадки, средний по массе в дымовой и воздушный периоды.

Принимаем =1/3, =10. Тогда:

3,46 ;

.

В среднем (для насадки в целом)

= 0,5*( + ) = 0,5*(3,46 + 4,29) = 3,88 .

Плотность нагрева насадки

F = 4123 .

Объем насадки

V = .

Площадь горизонтального сечения насадки в свету

.

Общая площадь горизонтального сечения насадки

.

Высота насадки

м.