Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Октября 2012 в 22:52, курсовая работа
Например: доменные воздухонагреватели, регенераторы мартеновских печей и т.д. Регенераторы в отличии от рекуператоров,могут работать лишь периодически (циклически). Это обусловлено тем, что в регенераторах используется промежуточное тело (насадка). Через насадку пропускают греющую среду (греющий теплоноситель), который нагревает насадку и при этом охлаждается. Когда насадка нагревается до заданной температуры, прекращают подачу греющей среды (отделяют насадку от греющей среды). После этого в насадку подают нагреваемую среду, которая охлаждает насадку. Так как насадка по массе всегда ограничена, то ограничено и время ее охлаждения и нагрева
Введение………………………………………………………………………………
Исходные данные для расчёта……………………………………………………….
.
Конструкция воздухонагревателей и режим работы……………………………….
Описание типа насадка……………………………………………………………….
Подбор состава топлива………………………………………………………………
Расчет периода дутья…………………………………………………………………
Тепловой баланс………………………………………………………………………
Расчет периода нагрева………………………………………………………………
Определение геометрических размеров…………………………………………….
10. Выводы………………………………………………………………………………..
11. Список литературы……………………………………………………………………
Энтальпия продуктов сгорания находится при температуре tух.г, равной
6. Потери тепла в окружающую среду составляют 5% от тепла, вносимого при сжигании топлива.
7. Из составленного уравнения теплового баланса находится расход топлива .
= (26)
Далее составляется таблица теплового баланса:
ПРИХОД |
РАСХОД | ||||
|
Статья баланса |
Дж |
% |
Статья баланса |
Дж |
% |
|
|
2.4·1012 |
100 |
0,56·1012 |
23 | |
1,72·1012 |
72 | ||||
0.12·1012 |
5 | ||||
Итого |
100 |
Итого |
2.39·1011 |
100 | |
8. Расчет периода нагрева.
Определяем:
(28)
где - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м2×K4);
- средняя за период нагрева температура продуктов горения, К;
- средняя за период нагрева температура насадки, К.
Температура
Температура
,
где - действительная температура горения, оС.
4. Приведенный коэффициент излучения можно определить по формуле:
где Вт/(м2×К4) - излучательная способность абсолютно черного тела;
степень черноты газа;
степень черноты насадки.
Степень черноты
насадки можно принимать 0,8. Степень
черноты газов нужно
где площадь сечения канала, м2;
периметр канала, м.
Для каналов квадратной формы ( размер ячейки).
Обычно продукты горения имеют давление практически равное давлению окружающего воздуха. Поэтому принимаем их суммарное давление Па и тогда парциальные давления
где % H2O и %CO2 - процентное содержание H2O и CO2 в продуктах горения.
По графикам [2;3;4;5] находим степень черноты и . Степень черноты газа определяют по формуле:
5. Находим теплофизические свойства насадки и продуктов горения по их средним температурам;
lд.г=0,1 Вт/м*К; д.г.=163·10-6 м2/с; Сд.г=1,53 кДж/кгК;
lнас=1,44 Вт/м*К; Сн=1,16 кДж/м3*К;
rн=1710 кг/м3
6. Число Рейнольдса
где - скорость продуктов горения, приведенная к нормальным
условиям, м/с;
- плотность продуктов горения при нормальных условиях, кг/м3;
размер ячейки, м;
абсолютная динамическая вязкость продуктов горения при средней температуре, Па×с.
7. По приложению 2 подбираем подходящую формулу и определяем число Нуссельта;
Nu=A*Ren=0.018·4951,40.8=16,
8. По числу Нуссельта находим коэффициент конвективной теплоотдачи от продуктов горения к насадке
Bт\м2К
9. Суммарный коэффициент теплоотдачи
10. Значения
(42)
где плотность продуктов горения при нормальных условиях,
кг/м3;
скорость продуктов горения, приведенная к нормальным
условиям, м/с;
теплоемкость продуктов горения при средней по высоте и
времени нагрева температуре, Дж/(кг×К);
теплопроводность насадки при средней температуре по
высоте и времени нагрева, Вт/(
высота насадки, м;
11. Время подъема температуры купола от минимальной до максимальной температуры:
где
=
12. Температуру низа насадки к моменту достижения максимальной температуры куполом (верхом насадки):
3. Температуру уходящих продуктов горения к концу периода нагрева:
0
Рис. 3. Изменение температур насадки и дымовых газов в процессе нагрева
Т.к температура уходящих газов =207,4 оС близка к принятой (она равна =380 оС, которую приняли при расчете периода дутья), т.е. отличие составляет не более 20 К, то расчет можно считать правильным и приступать к компоновке воздухонагревателя.
9. Определение геометрических размеров.
1. Относительная площадь проходного сечения
2. Удельная поверхность нагрева
3. Площадь проходного сечения
где - объем доменного дутья, м3/с.
4. Полная площадь сечения насадки
5. Объем камеры горения
где - тепловое напряжение камеры горения, Вт/м3.
Тепловое напряжение камеры горения можно принимать в пределах 200¸300 кВт/м3.
6. Площадь сечения камеры горения
где .- высота камеры горения, м.
Высотой камеры горения
7. Форма камеры горения полукруг-полуэллипс.(Рис.6)
Рис. 6.Форма камеры горения.
Диаметр камеры горения
8. Площадь, занимаемая стенкой
(45)
где - толщина стенки между камерой горения и регенератором, м.
9. Внутренний диаметр воздухонагревателя
(56)