Файл: Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник.pdf

где а д — коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке ре­ куператора в Вт/(м2-°С); а в — коэффициент теплоотдачи от стенки рекуператора к воздуху в Вт/(м2-°С); бст — толщина стенки, разде­ ляющей теплоносители, в м; Хст — коэффициент теплопроводности материала стенки в Вт/(М'°С).

Коэффициент теплоотдачи со стороны дымовых газов представляет собой сумму ад = ад + а д, в которой ад

и ад — коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излу­

чением от дымовых газов к стенке в Вт/(м2-°С). Коэффициент теплоотдачи конвекцией а д зависит от

режима движения дымовых газов (ламинарный, турбу­ лентный, промежуточный). Наиболее часто в рекупера­ торах наблюдается установившееся турбулентное дви­ жение дымовых газов, при котором коэффициент тепло­ отдачи конвекцией может быть определен по формуле

ления коэффициента теплоотдачи а в, целиком зависяще­ го от условий конвективного теплообмена. В этом слу­ чае в формулу (4) подставляют соответствующие пара­ метры для воздуха, причем для металлических

стоянная Больцмана) в Вт/(м2-К4); ед= еС02+ Р в н>0— степень чер­ ноты дымовых газов при температуре Гя в К; Р — поправочный ко-

39

о коэффициенте теплопередачи для металлических реку­ ператоров приведены в табл. 1. Коэффициент теплопере­ дачи для керамических рекуператоров составляет 2—7 Вт/(м2-°С) при скорости дымовых газов и воздуха

0,5—2 м/с.

Средний температурный напор в рекуператорах Д/Ср зависит от начальной и конечной температуры тепло­ носителей и от направления их движения по отношению

ны выхода дымовых газов из рекуператора: при прямотоке Д^Ков=

= ^кон— С эн ’ ПРИ противотоке A?koh= ^ oh— *нач'- д ^6 и — разности температур теплоносителей в том конце рекуператора, где

При расчете металлических рекуператоров необходи­ мо проверять температуру стенки ввиду опасности ее перегрева (при противотоке — у места входа дымовых газов, при прямотоке — у места входа и выхода дымо­ вых газов).

* См., например, «Справочник теплотехника», т. 1, ч. 1, гл. 7. М., Госэнергоиздат, 1957.

40

Температуру поверхности стенок металлического ре­ куператора со стороны, соприкасающейся с дымовыми газами, определяют по формуле

При расчете керамических рекуператоров проверяют температурный перепад в стенках элементов для предот­ вращения опасности образования трещин, которые могут появиться, например, в шамотных рекуператорах при перепадах температур внутри стенки более 250° С.

Термическую надежность шамотных рекуператоров определяют из условия

где бет— толщина стенки на проверяемом участке в м.

Увеличение толщины стенок, устройство ребер умень­ шают термическую надежность.

Задаваясь типом трубчатых элементов (одноходовые или двухходовые) для керамических рекуператоров или типом труб (длина и шаг игл) для металлических иголь­ чатых, определяют конструктивные размеры этих аппа­ ратов.

§ 7. Регенераторы

Регенераторы представляют собой камеры, заполнен­ ные решетчатой насадкой из огнеупорного кирпича, ко­ торая выполняет роль аккумулятора тепла. Работа регенераторов основана на периодической аккумуляции тепла отходящих газов с последующей отдачей его на­ греваемому воздуху или газообразному низкокалорий­ ному топливу.

В каждый отдельный период через насадки проходит только одна среда — или нагревающая, или нагреваемая. Поэтому в регенераторах можно подогревать горючий газ. На рис. 8 приведена схема действия регенераторо<в. Отходящие газы, покидая ванную печь 1, проходят на­ садочные камеры регенераторов 2 и 3 и отдают значи­ тельную часть своего тепла. Далее газы по каналам

41

4—7 отводятся в дымовой боров 8 и затем в дымовую трубу. Горючий газ и воздух поступают в печь по кана­ лам 9—11, проходят регенераторы 12 и 13 с нагретой насадкой и подогреваются в них. Через определенный промежуток времени насадки регенераторов 2 и 3 ока-

◄

Рис. 8. Схема работы ре­ генераторов

д — то ж е , двухходовой

зываются сильно разогретыми, а насадки регенераторов 12 и 13 — охлажденными. Вследствие этого температура отходящих газов сильно повышается, а температура по­ догрева газа и воздуха значительно снижается. Тогда переключают клапаны 14 и 15, и направление движения газов меняется. Горючий газ и воздух поступают для подогрева в регенераторы 2 и 3, а отходящие газы из печи отводятся через охладившиеся регенераторы 12

п13.

Врегенераторах воздух и низкокалорийный газ подо-

42

гревают до 900—1000° С. При использовании высокока­ лорийного топлива воздух может быть подогрет до

1000-1150° С.

В зависимости от направления движения газов и ме­

главным образом при высоком уровне грунтовых вод. Они требуют меньшей строительной высоты, так как от­ сутствуют нижние, а иногда и верхние распределитель­ ные каналы. Ввиду большого сопротивления горизон­ тальные регенераторы изготовляют обычно одноходовы­

(рис. 9, а и б), в которых насадка имеет меньшее аэро­ динамическое сопротивление, менее подвержена загряз­ нению шихтной пылью и легче может быть заменена. На рис. 10 показан вертикальный регенератор, в кото­

нагревают ее и удаляются по общему каналу, располо­ женному под насадками. Насадки регенераторов по дли­ не печи разогреваются неодинаково. Объясняется это тем, что огнеупорные кирпичи насадки, расположенные под горелками варочной части печи, оплавляются и раз­ рушаются под действием высоких температур. В связи с этим приходится периодически заменять насадки реге­

регенераторов улучшается при разделении их на отдель­ ные секции (см. рис. 9, б) соответственно расположению и количеству горелок с самостоятельным отводом грею­ щих газов и подводом воздуха и газообразного топлива. Такие секционные регенераторы применяют в основном в крупных ванных печах, так как они позволяют регу­ лировать количество воздуха и газа, подаваемых отдель­ но на каждую горелку. Для регулирования температур и давления в дымовоздушных и дымогазовых каналах каждой секции устанавливают поворотные шиберы. При разрушении какой-либо секции регенераторов отключа­ ется только соответствующая горелка, меняется насадка, что мало отражается на режиме работы печи.

43