1.2 Теплообмен, протекающий в рекуператоре:

С целью увеличения поверхности нагрева предусмотрены рекуператоры с игольчатыми трубами, у которых на внутренней поверхности чугунной литой трубы расположены конусные или другой формы выступы (иглы) и трубы соединяются между собой болтами. На концах по периметру трубы опоясаны фланцем из углового железа. На одном конце к фланцу присоединены два патрубка 1 и 2, а другой конец труб закрыт железным колпаком. Воздух поступает в патрубок 2 и выходит из патрубка 1, пройдя через четыре нижних трубы, а попав в колпак, возвращается по четырем верхним трубам и направляется к форсункам печи. Дымовые газы проходят между трубами. Устанавливается такой рекуператор в дымоотводящем канале печи горизонтально или вертикально в зависимости от расположения канала. Игольчатый рекуператор считается одним из лучших. Однако он все же не может подогреть воздух выше 250—300°. До более высокой температуры воздух можно подогреть в других, более сложных устройствах — регенераторах. Регенераторы представляют собой две камеры, сделанные обычно не из труб, а из огнеупорного кирпича. Через одну из камер пропускают дымовые газы. Как только газы нагревают кладку камеры, их переключают во вторую камеру, а в первую, нагретую, пускают воздух. Воздух, проходя через камеру, нагревается и охлаждает камеру. Через некоторое время его переключают во вторую, уже нагретую камеру, а дымовые газы — в первую. Это делается при помощи специальных клапанов, установленных в каналах камер. В регенераторах более полно используется тепло уходящих газов, и они могут нагревать воздух до 700—900°. Однако регенераторы в кузницах применяются только для больших печей, так как они громоздки и сложны в изготовлении и обслуживании. 

2. Специальная часть

2.1 Расчет горения топлива

2.1.1 Исходные данные:

Топливо: природно-доменная смесь

Природный:	Доменный:
CH4 =92,2	CH4=0,2
C2H6 =0,8	CO2=10,8
C3H8 =0,5	CO=29,5
C4H10=0,5	H2=1,4
H2S =0,3	H2S=0,1
N2=5,7	N2=58
	W=20

Химический состав газов:

Низшая рабочая теплота сгорания смешанного топлива Q_н^р=17000 кДж/м³

Коэффициент расхода воздуха а=1,2

2.1.2 Пересчитываем сухой доменный газ на влажный

X^вл= X^с ∙ , где

х-составляющая доменного газа, %;

W-влага, г/м³;

0,1242 – объем водяного пара в 100 м³ газа;

CH₄ ^вл= 0,2^.

CO₂ ^вл=10,8 ∙ 0,98=10,54%

CO ^вл=29,5 ∙ 0,98=28,79%

H₂^вл=1,4∙ 0,98=1,37%

H₂S^вл=0,1∙0,98=0,1%

N₂ ^вл=58∙ 0,98=56,59%

H₂О^вл=20∙ 0,1242=2,48%

Проверка:0,19+10,54+28,79+1,37+0,1+56,59+2,48=100%

2.1.3 Определяем теплоту сгорания каждого газа

Q_н^р(прир.)=127,7 ∙CO+108∙H₂+358∙ CH₄+590∙ C₂H₄ +555∙ C₂H₂ +636∙ C₂H₆ +913∙ C₃H₈ +1185∙ C₄H₁₀ +1465∙ C₅H₁₂ +234∙ H₂S ,

где 127,7 , 108 , 358… - теплота сгорания горючих составляющих влажного газа (постоянные величины);

СО, Н₂, СН₄… - горючие составляющие газа, %

Q_н^р(прир.)=127,7∙0+108∙0+358∙92,2+590∙0+555∙0+636∙0,8+913∙0,5+1185∙0,5+1465∙0+234∙0=34565,4 кДж/м³

Q_н^р(дом)=127,7∙28,79+108∙1,37+358∙0,19+590∙0,19+555∙0+636∙0+913∙0+118∙0+1465∙0+234∙0=4004,563 кДж/м³