Ращет дуття повитро нагривача обьемом 1033 м3

     τ_д та τ_в -тривалість димоходу й повітряного періоду, час.

     Попередньо  приймаємо τ_д =2,0 години, а час витрачений на перекидку клапанів τ_п=0,1години. При числі повітродувок n=4, тривалість повітряного періоду буде дорівнювати

    (2.8)

     Тривалість  циклу

.    (2.9)

     Витрата природнодоменной суміші

     При цьому витрата доменного газу

V_д.г=12452·0,889=11070м³/год.

     Витрата природного газу

V_п.г=12452·0,111=1382 м³/год.

     0,889 та 0,111- відповідно частки доменного та природного газу в паливній суміші.

2.7 Кількість повітря, необхідне для паління палива

V_в=V_д·V_г=1,6761·12452=20807 м³/год.    (2.10)

2.8. Кількість продуктів спалення, що надходять у насадку

V_п.с=V_д·V_г=2,5505·12452=31759 м³/год.    (2.11)

3. Попереднє визначення поверхні нагрівання насадки.

3.1. Визначаємо кількість тепла, витраченого на нагрівання повітря

=115948(1651,42-83,08)·0,7=119176·10³кДж/год.  (3.1)

3.2. Средньологарифмічна різниця температур

.     (3.2)

.

3.3.Середні за період температури диму та повітря

=0,5·(1450+250)=850ºС.

=0,5·(1155+140)=647ºС.

3.4. Середні температури верху та низу насадки:

а) димовий  період

=0,5·( )=0,5·(1450+950)=1150ºС.   (3.3)

=0,5·( )=0,5·(250+850)=550ºС.    (3.4)

б) повітряний період

=0,5·( )=0,5·(1155+647)=901ºС.    (3.5)

=0,5·( )=0,5·(140+647)=394ºС.    (3.6)

3.5. Визначення коефіцієнта тепловіддачі для верху та низу насадки.

     Для визначення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією та скористаємося кретеріальным рівнянням

N_u=0.0346Re^0.8.     (3.7)

     Формула справедлива для насадки з бличноої цеглини з горизонтальними проходами при значенні числа Рейнольдса 2240 < Re < 18000

     Приймаємо швидкість продуктів спалення при нормальних умовах

ω_од=2м/с

     Тоді  швидкість повітря при нормальних умовах буде

ω_ов=ω_{од .}   (3.8)

     Дійсну  швидкість продуктів спалення визначаємо по формулі:

а) для  верху насадки

. (3.9)

б) для низу насадки

.  (3.10)

     Так, як повітродувка подає повітря під тиском Р=354,5кПа, то дійсну швидкість повітря для верху та низу насадки знайдемо по формулі

, м/с, де     (3.11)

Р_о=101,3кПа – тиск повітря при нормальних умовах; Т_о=273ºК

а) для  верху насадки

.

б) для  низу насадки 

.

     Значення  коефіцієнтів теплопроводності х, кінематичної в'язкості продуктів спалення та повітря беремо з таблиці (додаток 4 і 5, [1])

     Кінематичний  коефіцієнт в'язкості газів обернено пропорційному тиску, тому значенню _в, знайденому по додатку 5.

     при Р_о=101,3 кПа ділимо на відношення .

4.Теплофізичні параметри матеріалу насадки.

4.1. Середня температура верху (динас) і низу (шамот) насадки

=0,5·(1150+901)=1025ºС.   (4.1)

=0,5·(550+394)=472ºС.   (4.2)

4.2. Теплофізичні параметри матеріалу насадки

     С_р – теплоємність,

       – коефіцієнт теплопроводності залежно від середньої температури визначаємо по формулах

Динас    Шамот

С_р,    0,875+0,00038    0,875+0,000419 ;

x,    1,58+0,00038    1,04+0,00015 .

4.3.Еквівалентна напівтовщина цегли

       (4.3)

     Значення V, f та перетин f_z, для насадки Коупера визначаємо по графіках (Додаток 6)

f'=38,1м²/м³;  V=0,7 м³/м³;

f₂=0,2925 м²/м².

     Тоді

4.4. Коефіцієнт  акумуляції тепла кладкою визначаємо  по формулах

      (4.4)

     Де, F_o – критерій Фур'є   (4.5)

     а= – коефіцієнт температуропроводності   (4.6)

     с – теплоємність, кДж/кг·ºС

     λ – коефіцієнт теплопровідності, Вт/м·ºС

       – сумарна тривалість димового та повітряного періодів.

     Послідовність розрахунку й значення коефіцієнтів тепловіддачі для верху й низу насадки надана в таблиці 4.1

     Табл. 4.1 Коефіцієнт теплопередачі для верху та низу насадки.

Значення  теплофізичних параметрів матеріалів насадки надані в таблиці 4.2.

     Табл. 4.2 Теплофізичні параметри матеріалу насадки та коефіцієнт акумуляції тепла для верха та низу регенеративної насадки.

 

     Так, як отримані значення коефіцієнта акумуляції тепла.

     η_к>1, то вся маса цегли приймає участь в процесі акумуляції тепла. У цьому випадку приймаємо ξ=5,1 – для низу насадки ξ =2,3 – для верха.

4.5. Визначаємо сумарний коефіцієнт теплопередачі

, кДж/м²циклºС (4.7)

У формулі 

     α_д, та α_в – коефіцієнти тепловіддачі від продуктів спалення до стінки та від стінки до повітря Вт/м² ºС

     ψ – коефіцієнт, корегуючий внутрішній тепловий опір насадки при реальних циклічних умовах роботи

ψ=

, так, як η_ак> .

     S_е – ефективна напівтовщина цегли, м

     λ – коефіцієнт теплопровідності матеріалу насадки,

     ρ-об'ємна щільність матеріалу насадки, кг/м³

     с – теплоємність цегли насадки, кДж/кг ºС

     ξ – коефіцієнт чистерезиса температури насадки середньої по масі в димовий та повітряний періоди.

     Сумарний  коефіцієнт теплопередачі для верху  насадки

=576кДж/м² ·ºС·цикл

     Для низу насадки

=64,72кДж/м² ·ºС·цикл

4.6 Середній коефіцієнт теплопередачі для усієї насадки

72кДж/м² ·ºС·цикл  (4.8)

4.7 Поверхня нагріву насадки

, м²,      (4.9)

     Де  Q_в – кількість тепла, затрачуваного на нагрів повітря за цикл.

     ∆ – середньологарифмічна різниця температур, ºС·

     Тоді

     F=

.

4.8 Об’єм насадки

.    (4.10)

4.9 Площа поперечного перетину насадки до світла

.    (4.11)

4.10 Загальна площа горизонтального перетину насадки

.   (4.12) 

5. Визначення зміни температури за повітряний період.