ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет регенераторов тепла из "Теплопередача и теплообменники" Действие регенераторов тепла заключается в том, что массу насадки (кирпич разной формы, куски шамота, металлическая насадка с большой поверхностью) в одном периоде работы нагревает горячий газ, а в другом периоде охлаждает холодный газ. Оба периода образуют цикл работы регенератора. Насадка является посредником в теплообмене, отбирая тепло у горячего газа в одном периоде и отдавая его холодному газу в другом периоде. [c.569] Примером может служить установка для термической конверсии метана (рис, 7-34), которая проводится при 1300°С. Метан и водяной пар входят в отделение а снизу и на насадке из шамотного кирпича или из кусков материала с высокой температурой плавления нагреваются до 1300° С. Дальше газ проходит через отделение Ь, отдает тепло насадке и покидает аппарат с возможно низкой температурой (так как процесс должен быть экономичным). [c.569] Описанный агрегат состоит из двух регенераторов тепла и камеры сжигания. Подобными установками пользуются для нагревания воздуха топочными газами. [c.570] Особенно широкое применение находят регенераторы для температур очень высоких или очень низких. В первом случае характерным примером являются регенераторы доменных печей, имеющие большие размеры и величину поверхности. При высоте 20—30 м и диаметре 6—7 м они нагревают очень большие количества воздуха до = 700 — 900° в период между переключениями (0,5—2 часа). Регенераторы этого типа заполняются кирпичом или шамотными деталями специальной формы. Характерным примером регенераторов для низких температур являются аппараты Френкля, применяющиеся в технике сжижения газов они заполняются рифленой металлической фольгой и автоматически переключаются каждые 2—3 мин. [c.570] Все расчеты случаев с неустановившейся теплопередачей усложняются дополнительной переменной — временем. Поэтому на практике охотно применяют (там, где это возможно) упрощенные методы, дающие достаточное приближение. Случай теплового регенератора характеризуется одним важным свойством распределение температур здесь периодически повторяется. Связанная с данной пространственной точкой регенератора температура колеблется периодически в одних и тех же пределах. Эти пределы мы стараемся в практических заданиях как можно более сузить. Чем больше тепловая емкость насадки и короче цикл, тем амплитуда колебаний температур будет меньше. Периодичность распределения температур и небольшая амплитуда их колебания позволяют заменить кропотливый расчет приближенным, оперирующим средними температурами. [c.571] Нуссельт, Гаузен, Глязер, Шмайдлер, Руммель и другие исследователи провели тщательный математический анализ, на основе которого возникло несколько практических методов. Простейшие из них будут рассмотрены ниже. [c.571] Это и есть количество тепла, которое обменивает насадка на 1 м длины регенератора с теплоносителем в сечении х на половине длины аппарата за один период х. [c.573] Проводя одинаковое рассуждение для обоих теплоносителей, т. е. обоих периодов одного цикла, получим следующие уравнения. [c.573] Если этого нет, то распределение температур во времени и пространстве будет отличаться от рассмотренного. Несмотря на это, приближенное вычисление среднего температурного перепада по среднему арифметическому все-таки справедливо даже в тех случаях, когда принятые предположения не будут точно выполнены. [c.574] Описанный метод рекомендует ряд авторов. Он сводит, как мы видим, расчет неустановившегося теплообмена к формулам, аналогичным для установившегося теплообмена. [c.574] Конечно, это будет действительно только в том случае, если Д 1 и Д 2 будут значительно отличаться друг от друга. [c.574] Руммель [16] предлагает вычислять эту поправку следующим образом. [c.575] Такое же изменение температуры будет происходить и в других элементах насадки. [c.576] Для шамотной насадки на основании опытных данных Руммель определил значение С, лежащее между 2 и 3,5 многие авторы предлагают принять С = 2,2-г-2,5. Чем меньше X и больше продолжительность цикла, тем выше следует принимать значение С (в предложенных пределах). [c.577] В табл. 7-4 даны значения в зависимости от критерия Фурье [29]. [c.577] Так как градиент температуры у стенки почти в течение всего периода охлаждения остается одинаковым, то количество тепла. [c.578] Гаузен для среднего перепада температур между греющим и нагреваемым газом ( д— л)ср предлагает пользоваться средним логарифмическим. [c.579] Рассмотренный выще метод тем точнее, чем меньще толщина стенки насадки ощибки его направлены в сторону увеличения запаса, так как величина 1/е получается слищком большая. [c.579] При рассмотрении регенерации тепла на насадке из металлической фольги лучше всего руководствоваться исследованиями Глязера, который показал влияние на а толщины свернутых лент из мелкоскладчатой железной фольги (рис. 7-39). [c.579] Принимая (теоретический) = 200 ккал час °С толщины фольги 5 = О и ширины ленты / — О, Глязер получил диаграммы, на которых можно отсчитать падение а по мере роста толщины и ширины фольги (табл. 7-5). [c.579] Вернуться к основной статье