Тепловой расчет регенератора

Задачей теплового расчета регенератора является определение поверхности нагрева и массы насадки.

За период нагрева τ₁ поверхность F насадки регенератора воспринимает количество теплоты равное:

где α₁ - коэффициент теплообмена греющих газов (конвекцией и излуением) с насадкой, Вт/(м²∙К);

- средние температуры греющего газа и поверхности насадки за период нагревания, °С;

F – поверхность насадки, м²;

Q выражено в кДж/период.

Это количество теплоты повышает температуру поверхности насадки на величину ∆t_Н:

,

где δ – толщина стенки кирпича (вследствие обогрева насадки с двух сторон, в данной формуле учитывается половина толщины стенки), м;

ρ – плотность насадки, кг/м³;

с_н – теплоемкость насадки, кДж/(кг∙К);

∆t_н^н – изменение температуры поверхности насадки за период нагрева, С.

h_а – коэффициент аккумуляции тепла, определяемый из таблицы:

Изменение температуры поверхности насадки определяется из эмпирической зависимости

,

где t_н⁰ – средняя температура поверхности насадки за период её охлаждения;

j - коэффициент, равный 2,2¸3,5.

Теплота, аккумулированная насадкой, в период охлаждения передается нагреваемому воздуху:

,

где α₂ - коэффициент конвективного теплообмена поверхности насадки и нагреваемого

воздуха, Вт/(м²∙К);

t_2ср - средняя температура воздуха за период охлаждения, °С;

Q выражено в кДж/период.

Следовательно, образуется система из трёх уравнений:

Сложив левые и правые части этих уравнений, получим:

или за цикл, кДж/цикл:

В этом уравнении k_ц – коэффициент теплопередачи регенератора, кДж/(м²∙цикл∙К):

Коэффициенты конвективного теплообмена между насадкой и горячим газом или воздухом определяют из экспериментальных данных.