Модернизация стенда сушки футеровок и разогрева погружных стаканов (стр. 6 из 16)

С. (2.25)

Фактическая скорость дымовых газов при 905° С

м/с. (2.26)

Коэффициент кинематической вязкости [6]:

м/с . Критерий Рейнольда

. (2.27)

Таким образом, режим потока переходной. Значения

определяют по [6]. Для значений м/с и C:

Вт/(м C), (2.28)

где

– коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке рекуператора конвекцией, Вт/(м C); = 1,03 [6].

Отсюда

Вт/(м C). (2.29)

Найдем коэффициент теплоотдачи от дымовых газов излучением. Принимаем, что в дымовых газах 8,5% CO₂ и 16,5% Н₂O (продукты сгорания природного газа). По данными, изложенным [6], принимаем эффективную толщину излучаемого пласта

м. Тогда получаем для CO₂

, (2.30)

где

– парциальное давление CO , ат;

– эффективная толщина излучаемого пласта, м;

и для водных паров

,(2.31)

где

– парциальное давление водных паров, ат;

– эффективная толщина излучаемого пласта, м.

По полученным данными и средней температурой дымовых газов 905

С [6], находим

; ; , (2.32)

где

– степень черноты излучения CO ;

– условная степень черноты излучения водных паров;

– поправочный множитель для получения степени черноты водных паров.

,(2.33)

где

– степень черноты излучения водных паров.

Среднюю температуру стенки принимаем равной 400

С. По графику на рисунке 9 [6] находим М = 162 (по средней температуре дымовых газов между входом и выходом).

Коэффициент теплоотдачи излучением

; (2.34)

Вт/(м С). (2.35)

Коэффициент теплоотдачи дымовых газов

Вт/(м С),(2.36)

где

– коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке рекуператора конвекцией, Вт/(м С);

– коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке рекуператора излучением, Вт/(м С).

Коэффициент теплопередачи в рекуператоре

Вт/(м С). (2.37)

Необходимая поверхность нагрева рекуператора

м . (2.38)

Средний диаметр труб

м. (2.39)

Определим длину труб :

м. (2.40)

Исходя из выше определенного, что высота одного хода воздуха должна составлять 0,4 м. Принимаем в рекуператоре по потоку воздуха четыре основных и два защитных хода в верхней части рекуператора (см. рис 2.8). Высоту каналов одного защитного хода принимаем равной 200 мм. Длина труб равна

м. (2.41)

Учитывая компенсатор и трубные доски, длину труб принимаем равной 2,2 м (высота рекуператора).

Рассчитаем максимальную температуру стенки рекуператора из отношения

. (2.42)

Окончательно получаем

. (2.43)

Отсюда максимальная температура стенки

С

Таким образом, максимальная температура стенки является допустимой для материала труб данного рекуператора (

С). Следует обратить внимание на то, что вследствие дополнительного излучения предрекуператорного пространства и возможных колебаний соотношения воздуха и дымовых газов при эксплуатации фактическая максимальная температура стенок труб рекуператора будет немного выше определенной аналитическим расчетом и значение ее приблизится к максимально допустимому.

Рассчитаем потери давления в рекуператоре на воздушном пути. Определим сопротивление рекуператорних труб. Фактическая скорость воздуха в узком сечении при

С, м/с, d = 0,06 м. Общее число рядов труб (4 хода)

.

За этим данными, из [6], получаем

; ; , (2.44)

Определим аэродинамическое сопротивление

, (2.45)

где

– число рядов труб в направлении движения дымовых газов.

Н/м . (2.46)

Оценим потери давления на повороты в переходных воздушных коробках (на 180

С). Скорость воздуха в переходных коробках принимаем _в = 6,0 м/с. Учитывая наличие направляющих перегородок и закруглений внешних стенок коробка, принимаем коэффициент сопротивления при повороте на 90 в коробке = 1,0. В проектируемом рекуператоре три коробки, причем в каждой из них струя воздуха возвращается на 180. Общий коэффициент сопротивления для всех трех коробок составит