Расчет регенератора мартеновской печи

     _в

∆t_ср = ((1260 – 678) - (820 – 60)) / (2.3lg ((1260 – 678) – (820 – 60)) =

       = -178 / (-0.2668) = 667°C 

Скорость воздуха  в насадке составит:

       _в

Wo = V’_в / F’ = 10 / 24,4555 = 0.409 м/с 

Скорость продуктов  горения в насадке: На выходе в  форстеритовую часть:

    _в.ф.ч

W_пг = 16 / 24,4555 = 0,654 м/с 

На границе  между форстеритовой и шамотной частями:

     _ф.ш

W_пг = 17,6 / 24,4555 = 0,719 м/с 

На выходе из шамотной части (на выходе из насадки):

    _в.ш.

W_пг = 19.201 / 24,4555 = 0,785 м/с 

Определяем коэффициенты теплоотдачи конвекцией для различных  теплоносителей. Для форстеритовой части насадки, выложенной по системе Каупер, коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется по формуле: 

 

Дня шамотной части  насадки, выложенной по системе Сименс (Т- образным кирпичом) коэффициент теплоотдачи конвекцией определяем по формуле Кисгнера: 

где W₀ - скорость соответствующего теплоносителя на данном горизонте, м/с;

d_э - эквивалентный диаметр ячейки d_э = 0,15

Т - абсолютная температура  теплоносителя на данном горизонте, К. 

Верх форстеритовой  части:  

Для продуктов  горения 

Для воздуха 

Низ форстеритовой  части:

Для продуктов горения 

Для воздуха 

 
 

Верх шамотной части:

     Для продуктов горения 

     Для воздуха 

Низ шамотной части:

     Для продуктов горения

     Для воздуха

     Определяем  степень черноты продуктов горения  по горизонтам насадки.

     Для форстеритовой части, выложенной сплошными  каналами по системе Каупер эффективная  длина луча, определится по формуле

     Для шамотной части насадки эффективная длина луча определится по формуле

где    V_п – объем пустот 1м³ насадки, м³/м³;

          V_п=1-V_к;

      Ф_ш – поверхность теплообмена нагрева;

      V_к – объем насадки;

     Степень черноты продуктов горения определяем по формуле

где Есо₂ - степень черноты СО₂, приложение Б;

Ен₂o ^-то же Н₂О, приложение В;

β - поправочный  коэффициент на совместное излучение  Н₂О,приложение В.

     Степень черноты находим, рассчитав произведение парциального давления данного газа на I_єф

     Для верха форстеритовой части:

при

при

     Для низа форстеритовой части насадки:

при 

при

     Для верха шамотной части насадки:

при 

при

     Для низа шамотной части насадки:

при 

                                        при

                                 

     Определяем  эквивалентную толщину кирпича

     Для форстеритовой части насадки, выложенной по системе Каупер

где V^ф _кирп- объем кирпича в 1 м3 насадки

     Для шамотной части насадки, выложенной по системе Сименс:

     Определяем  суммарный коэффициент теплоотдачи  отдельно для форстеритовой и  шамотной частей насадки для верха  и для низа каждой из них. Для форстеритовой  части насадки:

для верха  насадки коэффициента теплоотдачи излучением от дымовых газов к насадке:

 

где t_П.Г. - средняя за период нагрева температура продуктов горения на входе в

насадку, °С;

t_П - средняя за период нагрева температура поверхности насадки, °С;

q_Л - лучистый поток тепла, кКал/м²-ч;

t_П и QJ, определяем из системы уравнений:

     где - поправка на обратное излучение стенки

     ЕПГ^.- суммарная степень черноты продуктов горения, рассчитанная ранее для разных горизонтов насадки.

     Приведенную выше систему уравнений решаем графически, для чего определяем все величины, входящие в эти уравнения:

     Так как коэффициент теплоотдачи  αпгл мало зависит от величины В, то эту величину подсчитываем не для средней температуры кирпича (по массе), а для температуры поверхности t_IL. Для этого задаемся значением t_n=1550 °C, т. е. примерно на 50 °С ниже tпr. Тогда,

 

     расчет  величины "В" для температуры t_n =1550 °С. Выражение в фигурных скобках является функцией только критерия Фурье.

       и определяется по приложению  Г – кривая I=Ф([…]).

     Удельная  масса форстерита γ = 2400 кг/м³.

 Ф({…})=0.169;

     Подсчитываем  значения правой и левой частей второго  уравнения системы двух уравнений:

     Левая часть равна:

     Правая  часть равна:

     Полученный результат показывает, что нужно задаваться большим значением температуры поверхности. Принимаем t_n=1580 °C.

 Ф({…})=0.161;

     Левая часть уравнения: 

     Правая  часть равна:

     Используя полученные результаты расчетов для  принятых значений температур 1550° С и 1580° С в масштабе строим вспомогательный график. Полученные прямые пересекаются в точке с температурой 1572 °С, и проверяем это значение. 

 Ф({…})=0.163;

     Левая часть уравнения:

     Правая  часть равна:

      Левая и правая часть совпали

     Суммарный коэффициент теплоотдачи для верха форстеритовой части насадки:

     Определяем  суммарный коэффициент теплоотдачи  для низа форстеритовой насадки  по вышеприведенной схеме расчета  для верха насадки

     Задаемся t_n = 1240°С. 

 Ф({…})=0.21;

     Левая часть уравнения:

     Правая  часть равна:

     Задаемся  меньшим значением температуры  поверхности t_n = 1220° С.

 Ф({…})=0.28;

     Левая часть уравнения:

     Правая  часть равна: