Есептер

№1

Болаттан жасалған жұқа дене дейін қыздырылған. Қоршаған ортаның температурасы Осы температураға дейін қыздырылған дененің жету үшін қажетті уақытты есептеңіз.Дененің қалыңдығы

№2

Болаттан жасалған жұқа дененің температурасы Пеш температурасы Дененің температурасы дейін жету үшін қажетті уақытты есептеңіз.Дене қалындығы

№3

Болаттан жасалған ұзын білік диаметрі Температурасы Пеш температурасы

Біліктің температурасы 800ºС дейін көтеру үшін қажетті уақытты есептеңіз.

Мысал. Қыздыру процесінің ұзақтылығы 2,5 сағат. Диаметрі 400 мм ұзынша келген болат білігі бойынша температура таралуың анықтау қажет.

Болаттың жылуөткізгіштік және температураөткізгіштік коэффициенттері тен болады: =42 Вт/(м·^оС); а = 1,18 · 10 ^–5 м²/с. Пештең білікке ауысатың конвективтік коэффициент тен: =116 Вт/(м·^оС).

Зерттеуді жүргіздіру үшін үлгі тандау қажет. Үлгі ретінде кішікірім пеште кішікірім білікті қыздырамыз.

Үлгі үшін: = 16 Вт/(м·^оС); а_м = 0,53 · 10 ^–5 м²/с; =150 Вт/(м·^оС).

Содан сон Био және Фурье сандары есептеледі:

Вi_м = Вi және Fо_м = Fо.

Білік үшін Био және Фурье критерии тен болады:

Білік диаметрінің келесі шарт бойынша табамыз:

Вi_м = Вi

Fо_м = Fо шарт арқылы қыздыруға қажетті уақытты табамыз:

Жауабы::

5. Металлургиялық пештер конструкциясы және жұмысы

5.1. Жылжымалы еденді камералық пештің жылулық жұмысы

(Есеп мысалы )

Сәуле шағыстыру беттіктің геометриялық параметрлері

металдың қыздырылатың беттігі

астар ауданы

сәуленің орташа эффективтік ұзындығы: где V_г — сәуле шығаратың газ көлемі м³; оның беттік ауданы

F , м²;

0,9 — эффективтік коэффициент.

Орташа биіктік:

Пештін жұмыстық көлемі:

V_р.п. = BLh_ср = 4,62 • 10,03 • 2,03 = 94 м³.

Қыздырылатың металл көлемі (садка көлемі):

.

Газ көлемі

V_F = V_р.п — V_м = 94 —10 = 84 м³.

Сәуле шығару беттік:

Газ қабатының эффективтик қалындығы:

Газдың қаралық дәрежесі:

Рсо₂S_эф = 0,081 * 1,45* 0,0981 = 0,0117 Мн/м;

Рн₂оS_эф = 0,239* 1,45* 0,0981 = 0,0346 Мн/м.

Рсо₂S_эф және Рн₂оS_эф, газдың қаралық дәрежесін есептейміз. Температура газа t_г = 300⁰С. При Рсо₂*Sэф = 0,0117 Мн/м и t_r = 300°С, = 0,11.

Су буының қаралық дәрәжесін табамыз:

Рн₂оS_эф = 0,0346 Мн/м и t_г = 300°С = 0,29.

при Рн₂о = 0,0239 Мн/м

Рн₂оS_эф = 0,358 Мн/м составляет = 1,1.

t_r = 300°C газдын қаралық дәрежесі

Металдың қаралық дәрежесі _м = 0,8

С_r.к.м.=

где

5.2.Керамикалық рекуператордың жылулық жұмысы

(Есеп мысалы)

Керамикалық рекуператор 500- 700°С-қа (900—1000°) жоғары температураға дейін ауаны қыздыруға болатын қондырғы. Керамикалық рекупертордың негізгі жабдығы шамот, карбошамот, яғни карборунд және шамот қоспасы.

Керамикалық рекуператор қондырғысы карборундтық құбырдан да жасалуы мүмкін. Карборунд рекуператорлық элементтер қабырғаларының 8-10 есе жоғары жылу өткізгіштігімен шамоттан ерекшеленетін жоғары отқа төзімді жабдықтарының бірі болып табылады. 1000°С-ғы карборунд жылу өткізгіштік коэффициенті λ = 8÷10 ккал/м*сағ*°С, ал шамот 1,0—1,3 ккал/м*сағ*°C. Алайда карборунд өте қымбат жабдық болып табылады, шамамен шамоттан 8 еседей қымбат. Сонымен қатар карборунд күйіндіден бай темірмен ажыратылады, күкірттің әсеріне қарсы тұру қабілеті нашар. Сондықтан бұл кемшіліктерімен қоса карборунд қымбат болғандықтан, оны рекуператорлық элемент ретінде пайдалануды қысқартады.

Алғашқы керамикалық рекуператор қарапайым тікелей шамоттық кірпіштен жасалған. Мұндай рекуператор құрылысының құны төмен болып табылады. Алғашқы керамикалық рекуператордың жылулық эффективтілігі қабырғалары өте жоғары газ өтімділікте болғандықтан төмен болды, сонымен қатар 65мм қалыңдықтағы қабырғалардың жоғары термиялық кедергісі үлкен болғандықтан жылу беру коэффициентінің мәні де төмен.

Қазіргі кезде керамикалық рекуператорларын құбыр кескінге ие фасондық шамоттық тастан немесе ауа мен түтіндік газдар өтетіндей тесіктері бар блоктардан салады. Газөткізгіштігін жоғарлату мақсатымен ауа мен түтін жағы аралығынан лабиринттік, тығыздық Сондай-ақ газ тығыздығын жасайды. Рекуператор элементтерінің жапсарларының бұл жерін фигуралық қылып жасайды. Сонымен қатар газ тығыздығын жоғарлату үшін кейін керамикалық рекуператор блоктарын намесе құбырлардың жапсырма беттігін өртеуден кейін тегістейді, ал монтажда арнайы цементпен байланыстырады.

Жылулық кедергісін азайту үшін, жоғары жылуды пайдалану үшін рекуператорлық элементтер қабырғасын мүмкіндігінше жүқа қылып жасау қажет, ал рекуператордың газтығыздығын жоғарлату үшін элемент габариттерін мүмкіндігінше үлкейту қажет. Рекуператорлық элементтердің қажетті беріктігін қамтамасыз ету үшін фасондық шамоттық тастар қабырғасының қалыңдығын 13-15мм жоғары, ал максимальды габариттік өлшемі (құбыр немесе блок ұзындығы) 350-400мм.

Рекуператорлық элемент жапсар орнында рекуператордың қажетті газөтімділігін жасауда тігістің ролі жоғары. Элементтердің горизонтальдық орналасуы кезінде құрастырушы тігістер көлбеу және сондықтан төмен газотығыз, өйткені элементтерді қыздыру кезінде пайда болатын жарықшақтар суыту кезінде жабылмайды.рекуператор элементтерінің тік орналасуы кезінде және горизонтальды құрастырушы тігістер болса, жапсарлардың тығыздалуына элементтер бағанасының қысымы әсер етеді. Сондықтан мұндай рекуператорлар көбінесе газотығыз болып келеді.

Соңғы кезде керамикалық рекуператор конструкциясында тек қана тік орналасқан (тастардың) элементтерді және горизонтальдық тігістерді пайдаланады.

Жоғарыда аталған конструктивті шараларға қарамастан, керамикалық рекуператордың газтығыздығы рекуператордың жарамдылық мерзіміннің ұзаруын қысқартатын жоғары мәнге ие.

Керамикалық рекуператор жапсарының газөтімділігін төмендету үшін ауа мен түтін аймағы аралығында жоғары қысымның құлауын, сәйкесінше газдар мен ауаның жоғары жылдамдығын болдырмау қажет. Газдық ортадағы төмен жылдамдық , сонымен қатар ажыратқаш қабырғалардың жоғары термиялық кедергісі керамикалық рекуператордың әдетте 2—6 ккал/м²*час*°С мәнін құрайтын жылу беру коэффициентінің төменгі мәнімен ескеріледі

Керамикалық рекуператор есебіне жылу беру және аэродинамикалық кедергі формулаларын пайдалануға болады. Көп жағдайларда керамикалық рекуператорларда жылу беру түтін және ауа арнасы жүйесінде жүреді.

Жылу беру коэффициентін рекуператорда түтінді газ ағынының басталуы мен соңына жеке-жеке есептеу ұсынылған және осы алынған екі мән бойынша рекуператордың беттігінің қажетті қыздырылуын анықтау үшін орташа мәнді табу қажет. Керамикалық рекуператордың түтін арнасында көп ауаның сорылуынан жылу беру коэффициенті елеулі дәрежеде өзгеретіндігінен мұны жасау қажет.

Барлық қыздыру беттігінде сорылған ауа бір текті таралғандығы қабылданған. Түтін аймағына ауаны сору мәнін 25-35% тең деп алуға болады, яғни жоғары мән тек улкен рекуператорларға қатысты.

Шамоттық элементтен жасалған керамикалық рекуператордың үдемелі қыздыру беттігі 6-12 м²/м³ рекуператор камерасының көлемін құрайды. әдетте жылу беру коэффициенті шамамен 2-5 ккал/м*сағ*С° құрайды. Рекуператорда түтіндік газдарының жылдамдығы 0,3-1,0 нм/сек, ауа жылдамдығы - 1-2 нм/сек. Ауа мен түтіндік газдардың аса жоғары жылдамдығын қабылдауға болмайды , әйтпесе қайтарылмайтын қысымның маңызды жоғалулары және сәкесінше рекуператор ауа мен түтіндік аймақтары аралығында жоғары қысымның төмендеуі болуы мүмкін.

Егер керамикалық рекуператорға түсетін түтіндік газдар жоғары мөлшерде шаң, күйе немесе технологиялық қалдықтардан тұратын болса, онда есептеулерден алынған жылу беру коэффициентін 0,7-0,9 түзету коэффициентін енгізе отырып және түтіндік газдардың қалдық дәрежесіне байланысты оның мәнін таңдай отырып төмендету қажет. Жоғары да көрсетілгенде керамикалық рекуператор элементтерінің қабырғаларындағы жарықшақтардың пайда болуы көбінесе өз кезегінде қабырға қалыңдығының, жылу беру коэффициенті және рекуператор қабырғаларының осы және басқа аймақтарындағы газдық орталарының температура айырмашылығының функциясы болып табылатын қабырғалардығы температураның шұғыл төмендеуіне байланысты болады.

Шамоттық элементтердің термиялық беріктігін келесі формула көмегімен тексері ұсынылған:

К (t_д-t_в)δ<8200; (5.1)

мұндағы, K- жылу беру коэффициент, ккал/м²*сағ*Сº;

(t_д-t_в)- тексерілетін бөлімшедегі түтіндік және ауа газдарының температурасы, Сº;

δ- қабырға қалыңдығы, см.

Рекуператордың жылулық есебі. Ауа мен түтіндік газдар аралығындағы жылу беруесебі.берілген жылу мөлшері келесі теңдікпенанықталады.

Q_e=,KFAt_cPem; (5.2)

мұндағы, Q_e —түтіндік газдан ауаға берілетін жылу мөлшері, вт; количество тепла, передаваемое от дымовых газов к воздуху в вт;

К—рекуператордың жылу беру коэффициенті, вт/(м²*град);

F — рекуператордың қыздыру беттік, м²;

At_cp — температуралардың орташа логарифмдік өзгешелігі, град.

(5.2) теңдеуден рекуператор беттігін (әдетте рекуператор есебіне қажет) немесе жылу беру коэффициентін анықтауға болатын келесі екі теңдеуді алуға болады.

F= м², (5.3)

К = вт/(м². град). (5.4)

Жылу беру коэффициенті. Есептеу кезінде жылу беру коэффициентін анықтау аса маңызды және күрделі операция болып табылады.

Рекуператорда жылу беру үш процеспен анықталады:

1.Түтіндік газдардан рекуператор қабырғасына жылу беру.

2.Рекуператор қабырғасы арқылы жылу беру.

3.Қабырғадан ауаға жылу беру.

Түтіндік газдардан жылу беру сәуле түсу және конвекция арқылы жүреді.жылу беру қарқындылығы жылу алмасу коэффициентімен сипатталатын болғандықтан, онда:

а_д = α^к_д+α^л_д; (5.5)

мұндағы, а_д — түтіндік газдардан рекуператоратор қабырғасына жылу алмасу коэффициенті, вт/(м²*град);

α^к_д — конвекция арқылы қабырғамен түтіндік газдардың жылу алмасу коэффициенті, вт/(м²*град);

α^л_д — қабырғаға түтіндік газдардың сәуле түсумен жылу алмасу коэффициенті, вт/ (м²* град). Қабырға арқылы жылу беру оның жылулық кедергісіне байланысты.

R= (5.6)

мұндағы: s — қабырға қалыңдығы, м;

λ — қабырға материалының жылу өткізгіштік коэффициенті, вт/ (м • град).

Қабырғадан ауаға жылу берілу ковекция арқылы ғана беріледі, яғни

α_в=α^к_в.

Жылу берілу коэффициенті келесі формуламен іске асырылады:

K= (5.7)

Температураның орташа логарифдік өзгерісі келесі формуламен анықталады:

; (5.8)

мұндағы — рекуператор басында түтіндік газдар мен ауа аралығының температуралық өзгерісі, град;

_K — рекуператор соңындағы түтіндік газдар мен ауа аралығының температуралық өзгерісі, град.

=t_d^н- t_в^к; (5.9)

=t_d^к- t_в^н, (5.10)

=t_d^н- t_в^н; (5.11)

=t_d^к- t_в^к;

мұндағы t_d^н — түтіндік газдардың бастапқы температурасы (рекуператордан шығу кезіндегі), °С;

t_d^к —түтіндік газдардың соңғы температура (рекуператордан шығу кезіндегі), °С;

t_в^н — ауаның бастапқы температурасы (рекуператордан шығу кезіндегі), °С;

t_в^к — ауаның соңғы температурасы (при выходе из рекупе­ратора), °С;

Ауаны қыздыруға қажетті жылу келесі формуламен анықталады:

Q_в = V_в (t^K_в — t^н_в)c_e квт, %; (5.12)

мұндағы V_в — рекуператорда қыздырылатын ауа көлемі, м³/сек;

c_в — t^K_в кдж/(м³*град) температурадағы ауаның жылу сыйымдылығы.

Ауа мөлшері пеште отынның жану есебімен анықталады.рекуператордан пешке дейінгі жолда ауаның жоғалуының есептік мәнін 10-15% жоғарлату қажет.

Рекуператор қабырғасының температурасы. Рекуператорға материалды дұрыс таңдау үшін және сол арқылы қондырғының дұрыс жұмысын қамтамасыз ету үшін қауіпті орындарда максимальді температураны анықтау қажет.

Рекуператордың аэроднамикалық есебі. Рекуператор пешіндегі қондырғы ауа жеткізуші жүйе сияқты, түтіндік газдарды жою жүйесі ретінде де аэродинамикалық сипаттамаларын өзгертеді. Желдеткішті дұрыс таңдау үшін немесе қажетті көрсеткіштермен ауаны пешке беру ауа үрлегіштен және түтіндік газдарды жоюға арналған түтін сорғыш қондырғы ауалық және газадық трактарбойынша рекуператорлық қондырғыда қысымның жойылуымен анықталады.

Трактың жалпы кедергісі:

h_nom=∑h_mp+∑h_м.с+h_геом , н/м²; (5.13)

мұндағы ∑h_mp — қажалу кедергісі есебінен қысымның суммарлы жоғалуы, н/м²;

∑h_м.с — жергілікті кедергі есебінен қысымның суммарлы жоғалуы, н/м²;

h_геом — геометриялық қысым, н/м².

Қысым жоғалуының есебі. Құбырлардың коридорлық және шахматтықты шоқтарының кедергі коэффициент мәні келесі формуламен өрнектелген:

ξ'=AB(Т С+D); (5.14)

мұндағы А — шоқтарда құбырлардың орналасуына байланысты болатын коэффициент, (А_кор = 1,0; А_шахм = 0,8÷0,9);

В — шоқтардың елеулі бос қимада орналасуын анықтайтын Рейнольдс критерия мәнімен анықталатын коэффициент;

С және D — құбырлар арақашықтығымен анықталатын коэффициенты;

Т — шоқтардағы ауа ағыны өтетін аймақтардыңқатар аралық саны;

S₁ және s₂ — құбырлар арақашықтығы.

Төменде гі 3.1 кестесінде құбырлардың коридорлық және шахматтық шоқтар үшін коэффициент мәні келтірілген.

5.1 - кесте. Құбырлардың коридорлық және шахматтық шоқтар үшін коэффициент В мәні

Re	Вкор	Вшахм	Re	Вкор	Вшахм
4*103	1,7	1,4	104	1,37	1,22
5*103	1,6	1,36	2*104	1,18	1,10
6*103	1,55	1,32	3*104	1,08	1,05
8*103	1,44	1,26	4*104 Және жоғары	1,0	1,0

5.2- кесте. С және D коэффициенттерінің мәні

	с	D		с	D
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40	2,75 1,22 0,69 0,44 0,30 0,23 0,17	81 32 16 9 5,4 3,5 2,2	0,45 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00	0,14 0,11 С,08 0,06 0,04 0,03 0,03	1,6 1,0 0,44 0,18 0,06 0,01 0

Қыздырылатын колошник газының мөлшері 1000 нм³/сағ. газды қыздыру температурасы t_в´´=700º; қыздырылытын колошник газының бастапқы температура t_в´=20º. Рекуператорға түсетін түтіндік газдардың мөлшері, 1200 нм³/сағ. Рекуператорға дейінгі температура t_д´=1250º. Түтіндік газдарда 10% CO₂ и 12% H₂O.

Қарапайым шамоттық Стеклопроекттің конструкция элементтері бойынша жасалған құбыр тәріздес керамикалық рекуператор. Элементтердің сипаттамалары келесідей. Элемент биіктігі 0,35 м, ені 0,24 м, ұзындығы 0,24 м; бір элементке арна қималары: түтіндік – 0,0114 м², ауалық – 0,126 м; түтіндік аймақта элементтің қыздыру беттігі 0,168 м², ауа аймағында 0,224 м², орташа 0,196 м²; қабырға қалыңдығы 0,02 м.

Шешуі : түтіндік арналарда ауаны сору рекуператорға әкелінетін ауаның 30% және рекуператордың қыздырылу беттігіне бір келкі таралады деп аламыз.

Соған сәйкес, рекуператордан 1000 нм³/час ауаның шығуын қамтамасыз ету үшін рекуператор ауаны беруі қажет:

V´_в=100/0,7=1430 нм³/сағ, немесе нм³/сек.

Рекуператордан колошник газының шығуы:

V´´_в=1000 нм³/сағ, немесе нм³/сек.

Рекуператорға түтіндік газдардың енуі:

V´_д=1200 нм³/сағ, немесе нм³/сек.

Рекуператордан түтіндік газдар шығуы (ауаны сору 430 нм³/сағ.):

V´´_д=1200+430=1630 нм³/сағ, немесе нм³/сек.

Қыздырылатын колошник газының орташа жылу сыйымдылығы с_в=0,33 ккал/нм³*ºС.

Рекуператорда қыздырылатын колошник газының сағаттық жылуқұрамы:

q´´_в= с_в (t_в^´´ -t_в^´)= q´´_в= ккал/сағ.

Рекуператорға енетін түтіндік газдардың жылу сыйымдылығы:

с´_д=0,375 ккал/нм³*ºС.

Түтіндік газдардың сағаттық жылуқұрамы:

q´_д=V´_дс_дt´_д=1200*0,375*1250=563000 ккал/сағ.

Қоршаған ортада жоғалатын жылу 5% деп аламыз.

Рекуператордан шығатын түтіндік газдар жылу сыйымдылығын с´´_д=0,35 ккал/нм³*ºС аламыз.

Рекуператордан шығатын түтіндік газдар температурасы:

t´´_д= º.

Рекуператорда айқасқан қарсы ток сұлбасын қабылдаймыз:

ауа

t´_в=20º −−−−−−−−−→ t´´_в=700º;

түтіндік газдар

t´´_д=460º←−−−−−−−− t´_д=1250º .

орташат логарифмдік температура өзгерісі.

τ_н=1250-700=550º; τ_к=460-20=440º; τ_ср=492º.

Айқасқан токқа температуралық түзету көңіл аудармаймыз.рекуператордағы түтіндік газдардың шамамен 0,5 нм/сек және колошник газы 1,5 нм/сек шартты жылдамдығына қарай отырып, алдын ала есептеулердің негізінде келесі керамикалық рекуператор элементтерін қабылдаймыз: құбыр рекуператор бойынша ені 8 және ұзындығы 8 тең. Соған сәйкес, бір горизонтальды қатардағы құбырлар саны 8x8=64.

Колошник газының бір ағыны биіктігіне бір элементті аламыз. Түтіндік газдар өтетін ауданы:

f_д=0,0144*64=0,922 м².

Колошник газының өту ауданы:

f_в=0,0232*8=0,186 м².

Рекуператорға енетін түтіндік газдардың нақты нөльдік жылдамдығы:

ω´_д= нм/сек.

Рекуператордан шығатын түтіндік газдардың нақты нөльдік жылдамдығы:

ω´´_д= нм/сек.

Рекуператорға енетін колошник газдардың нақты нөльдік жылдамдығы:

ω´_в= нм/сек.

Рекуператордан шығатын колошник газының нақты нөльдік жылдамдығы:

ω´´_в= нм/сек.

Конвекция арқылы жылу беру коэффициентін анықтаймыз. Ауа арналарының гидравликалық диаметрі d=0,126м.

Колошник газының 20ºС-ғы нақты жылдамдығы (ену кезінде):

ω´_в(20)=2,14(1+ )=2,3 м/сек.

700ºС-ғы колошник газының нақты жылдамдығы (шығу кезінде):

ω´´_в(700)=1,5 м/сек.

Ауаның кинематикалық тұтқырлық коэффициенті; енген кездегі υ₂₀=15,4*10^-6 м² /сек; шығу кезіндегі υ₇₀₀=115,1*10^-6 м²/сек.

Ену кезіндегі ауа ағынының Рейнольдс саны:

Re= = ;

Шығу кезіндегі:

Re=

Түтіндік газдардың нақты жылдамдығы:

ену:

ω´_Д(1250)=0,362(1+ ) м/сек;

шығу:

ω´´_Д(460)= м/сек.

Түтіндік газдардың кинематикалық тұтқырлық коэффициенті: кіруге арналған υ₁₂₅₀=233*10^-6 м²/сек; шығуға арналған υ₄₆₀=69,93*10^-6м²/сек.

Түтіндік ағынның Рейнольдс саны:

кіруге арналған:

Re= =1040;

шығуға арналған:

Re= =2270;

Соған сәйкес ауа ағыны негізінен турбуленттік тәртіпте болады, ал түтіндік – ламинарлы тәртіпте.

Конвекция арқылы ауа жолымен жылу беруді анықтау үшін келесі формуланы пайдаланамыз.

Ауа енуіне арналған:

ω_в=2,3 м/сек;

γ_в= кг/нм³;

d=0,126 м.

Графиктен түзету коэффициентін табамыз А=2,46.

α=A ккал/м²*сағ*ºС.

Ауаның шығуына арналған:

ω_в=5,34 м/сек;

γ_в= кг/м³;

Түзету коэффициент А=3,32.

α=A ккал/м²*сағ*ºС.

Конвекция арқылы түтіндік жолмен жылу берілу коэффициентін анықтау үшін график мәліметі бойынша жүргіземіз.

Түтіндік жолда 8 қатар құбырды аламыз:

L=0,35*8=2,8 м;

d=0,12м.

Пекле критериі:

Pe= ; (5.15)

мұндағы: а= .

Рекуператорға түтіндік газдардың енуі: t=1250º; ω_Д(1250)=2,02 м/сек; біздің білуімізше, с=0,375 ккал/м²*сағ*ºС. λ=11,23*10^-2 ккал/м²*сағ*ºС.

С_р= ккал/кг*ºС;

γ₁₂₅₀= кг/м³;

а= м³/сағ.

Пекле критериі:

Ре= .

Келтірілуі:

.

График бойынша:

Nu=

ккал/м³*сағ*ºС.

Рекуператордан түтіндік газдардың шығуы: t=460º; ω_Д(460)=1,32 м/сек, с_Д=0; 35 ккал/нм³*ºС.

С_р= ºС.

Сәйкесінше, λ=5,34*10^-2 ккал/м*час*ºС.

Γ_Д460= .

а= м³/час.

Пекле критериі:

Келтірілуі:

График бойынша:

Nu= ;

Түтіндік газдардың сәлеленумен жылу берілуін анықтаймыз.

Түтіндік газдардың енуі. Газ құрамы 10% СО₂; 12% Н₂О.

Температура t=1250º. S_эф=0,9 d=0,9*0,12=0,108 м.

Сәулеленген газдық қабаттың эффективті қалыңдығының парциялдық қысымның туындысы:

Көмір қышқылдырына:

P_со2S_эф.=0,10*0,108=0,0108 аm*м;

Су буларына:

P_со2S_эф.=0,12*0,108=0,0130 аm*м;

Бұл мәндер бойынша табамыз (t_Д=1250º):

ε_со2=0,037 және ε΄_н2о=0,017.

Түзету коэффициенті β_н2о=1,09.

ε_со2=ε΄_н2оββ=0,017*1,09=0,0185.

Қабырға температурасын 1050º деп алып, М≈500 табамыз.

α =( ε_со2+ ε_со2)М=(0,037+0,0185)500=27,8 ккал/м²*сағ*ºС.

Түтіндік газдардың шығуы. Түтіндік газ қозғалысы жолында 430 нм³/сағ ауа сорылады.

Рекуператордан шығар кездегі түтіндік газдар құрамы:

СО₂= ;

Н₂О= %.

t_Д=460º; S_эф=0,108 м.

Көмір қышқылдырына:

P_со2S_эф.=0,0735*0,108=0,008 аm*м;

Су буларына:

P_н2оS_эф.=0,0883*0,108=0,0096 аm*м.

Бұл мәндер бойынша t_Д=460º үшін табамыз: ε_со2=0,044 и ε΄_н2о=0,038; βн₂о=1,07

ε_н2о=0,038*1,07=0,0407.

Түзету коэффициенті М=50.

Сәуле арқылы жылу беру коэффициенті:

(0,044+0,0407)50=4,25 ккал/м²*сағ*ºС.

Рекуператор қабырғасына түтіндік газдардың жоғарыдан жылу берілу коэффициенті (түтіндік газдардың енуі кезінде):

ккал/м²*сағ*ºС.

Төменнен (түтіндік газдардың шығуы кезінде):

ккал/м²*сағ*ºС.

Қабырғаның орташа температурасын аламыз (оның қалыңдығы бойынша):

Жоғарыда 1000ºС, төменде 200ºС.

Шамоттың жылу өткізгіштігін табамыз:

Λ_кіріс=0,6+0,00055t=0,6+0,00055*1000=1,15 ккал/м*сағ*ºС,

Λ_шығыс=0,6+0,00055*200=0,71 ккал/м*сағ*ºС.

Рекуператор элементінің қабырға қалыңдығы δ=0,02 м.

Жалпы жылу беру коэффициеті:

Рекуператор үстінде

Κ_в= ккал/м²*сағ*ºС.

Рекуператора астында

Κ_в= ккал/м²*сағ*ºС.

Рекуператордағы орташа жылу беру коэффициенті:

К= ккал/м²*сағ*ºС.

Рекуператордың қажетті қыздырылу беттігін келесі формуламен анықтаймыз:

F=

Құбырдың бір елементінің қыздырылу беттігі –0,196 м тең.

Рекуператорға келесідей құбыр орналастыру қажет:

құбыр.

Яғни, рекуператор биіктігі бойынша қатар құбырдан тұруы қажет.

Рекуператордың үлгі габариттарын анықтаймыз. Жобадағы өлшемдер: ұзындығы=ені=0,24*8=1,92м≈2,0м; рекуператор биіктігі 0,35*10=3,5 м.

Рекуператор құбыры қабырғаларының термиялық тұрақтылығын келесі формуламен тексереміз:

Рекуператора үсті:

К(t_Д-t_в)δ=6,06(1250-700)2=6660<8200.

Рекуператора асты:

3,46(460-20)2=3040<8200.

Соған сәйкес құбыр элементтерінің қабырғаларындағы температура құламалары жіберілген шектік жағдайда болады.