Примітка. Розрахунок t проводиться, поки розбіжність між прийнятим значенням t та розрахованим буде не більш ніж 5 %.

1.2. Визначення діаметру димового каналу D та перерізу повітряного каналу:

- за умовами задана швидкість руху продуктів горіння W_д, м/с:

W_д = ,

Звідки знаходимо діаметр димового каналу d. - площа повітряного кільця, м2:

f =

f_в = (1,71,9) f,

де (1,71,9) – коефіцієнт, який ураховує оребрення.

- площа труби з повітряним кільцем, м²:

F_в = F_д + f_в = + f_в

- зовнішній діаметр труби з повітряним кільцем, м:

D_в =

- розмір кільцевого зазору , м:

b =

1.3. Визначення коефіцієнту тепловіддачи від стінки до повітря:

• сумарний коефіцієнт тепловіддачи від стінки до повітря, :

- середня температура повітря, ^оС:

_в=

- при цій температурі кінематична в’язкість _в()  та теплопровідність _в () повітря визначається з довідників.

- середня дійсна швидкість повітря за робочих умов, м/с:

W_в() = W_в(1 + ),

де  - коефіцієнт температурного розширення,  = К^-1.

- еквівалентний діаметр повітряного каналу, м:

d_э = _,

де Р_в - периметр повітряного каналу, м.

- критерій Рейнольдса:

Re =

- коефіцієнт тепловіддачи від стінки до повітря, :



- передачею тепла випромінням від стінки до повітря знехтуємо внаслідок невисоких температур повітря та малої ефективної довжини проміня. Тоді  == .

1.4. Визначення коефіцієнту тепловіддачи на стороні продуктів сгоряння.

- конвективну складаючу коефіцієнту тепловіддачи від продуктів сгоряння до стінки   визначаємо аналогічно повітряній стороні (див. п.1.3).

- середня температура продуктів горіння:

= (^оС); = + 273 (К)

- схема теплообміну в рекуператорі протиточна:





- середня температура стінки на вході в рекуператор, ^оС:

=

- середня температура стінки на виході з рекуператора, ^оС:

=

- середня температура стінки по всій довжині рекуператора:

= (^оС); = + 273 (К)

- ефективна довжина проміня циліндричного димового каналу, м:

S_еф = 0,9  D,

де 0,9 – коефіцієнт, враховуючий нерівності внутрішньої поверхні труби.

- парціальний тиск випромінюючих газів:

Р_СО2 = СО₂  0,01 0,98

Р_Н2О = Н₂О  0,01 0,98

Рso₂ = SО₂  0,01 0,98

- по номограмам довідників визначається ступінь чорноти _СО2 , _Н2О та _SO2 в залежності від S_еф, Р_СО2, Р_Н2О , Р_СО2 та .

- аналітичний розрахунок ступіней чорноти випромінюючих газів:

Е_СО2 = 8,8(Р_СО2 S_еф)^1/3  ()^3,5

Е_Н2О = 10,4  Р S ()³

Е_SO2 = 27,5  (Р _SO2 S_еф)^0,3  ()^3,1

Порівнюючи есо2 , ен2о та еso2 із законом Стефана-Больцмана

Е_і = 5,67  _і  ()⁴

Находимо відповідні значення со2 , н2о та so2.

- сумарний ступінь чорноти випромінюючих газів:

_д = _СО2 + _Н2О

- коефіцієнт тепловіддачи випромінюванням, :



- сумарний коефіцієнт тепловіддачи від продуктів горіння до стінки, :

1.5 Визначення сумарного коефіцієнту теплопередачи, поверхні нагріву та довжини рекуператора.

- температурний напір на вході в рекуператор, враховуючи протиточну схему теплообміну, ^оС:

t^’ = -

- температурний напір на виході з рекуператора, ^оС:

t^’' = - t

- середній температурний напір по всій довжині рекуператора, ^оС:

t_ср =

- коефіцієнт теплопередачі, :

k =

Враховуючи, що _ст  0, а _ст()  , доданком знаменника можна зневажити.

- площа поверхні теплообміну рекуператора, м²:

F_p =

- довжина труби рекуператора, м:

L_тр =

2. За складеним алгоритмом побудувати програму на алгоритмічній мові “BASIC” чи “PASCAL”.

3. Виконати розрахунок геометричних розмірів циліндричного радіаційного рекуператора з зустрічним рухом газів, використовуючи дані з таблиці 6. Фізичні характеристики повітря і продуктів згоряння вибираються з теплотехнічних доідників 4.