935

Рекуператор. Поверхность нагрева металлического петлевого рекуператора

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Определение поверхности нагрева металлического петлевого рекуператора для подогрева воздуха. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб рекуператора к воздуху. Отношение коэффициентов теплоотдачи на стороне воздуха и продуктов сгорания.

Русский

2013-01-06

97.5 KB

23 чел.

Рекуператор

Задание

Определить поверхность нагрева металлического петлевого рекуператора для подогрева воздуха от температуры  до температуры  в количестве . В рекуператор поступает продуктов сгорания природного газа при температуре , коэффициент расхода воздуха n = 1,1, пирометрический коэффициент .

Средняя теплоемкость продуктов сгорания при  и n = 1,1 равна , а средняя теплоемкость воздуха при температуре  составляет .

Определяем значение величины  и относительной температуры :

;

.

Этим значениям  и  соответствует относительная поверхность нагрева .

Температура продуктов сгорания на выходе из рекуператора

.

Задаемся температурой труб рекуператора: на входе продуктов сгорания , на выходе .

Принимаем скорость движения, м/сек

Воздух

Продукты сгорания

При нормальных условиях

При температуре

       на входе

8,56

7,5

       на выходе

19,76

4,56

Коэффициент кинематической вязкости воздуха равен:

на входе ,

на выходе .

Критерий Рейнольдса тогда составляет

на входе ,

на выходе .

Т.к. >104, следовательно, движение воздуха турбулентное.

При числе продольных рядов z = 8 – 10 и  определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к трубам рекуператора, который равен на входе , а на выходе .

Далее определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб рекуператора к воздуху, отнесенный к внутренней поверхности труб, он равен:

на входе ,

а на выходе .

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб рекуператора к воздуху, пересчитанный на наружную поверхность труб, равен:

на входе

на выходе

.

Эффективная длина пути луча продуктов сгорания составляет

Поправка на коэффициент расхода воздуха . Приведенная толщина слоя продуктов сгорания .

Степень черноты продуктов сгорания:

на входе ,

на выходе .

Коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания к трубам рекуператора составляет:

на входе

на выходе

где  - эффективная степень черноты трубы.

Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к трубам рекуператора составляет:

на входе

,

на выходе

.

Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания  к воздуху, отнесенный к единице наружной поверхности труб рекуператора, равен:

на входе

,

на выходе

.

Средний по рекуператору коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания  к воздуху, отнесенный к единице наружной поверхности труб рекуператора, равен:

.

Учитывая засорение проходного сечения труб рекуператора и загрязнение поверхности нагрева, коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания уменьшаем на 15%. Тогда он равен .

Поверхность нагрева рекуператора

.

Выбираем две секции с площадями нагрева и . Средняя площадь проходного сечения для воздуха , а для продуктов сгорания . При таких проходных сечениях средние скорости движения будут :

воздуха

а продуктов сгорания

.

Отношение коэффициентов теплоотдачи на стороне воздуха и продуктов сгорания составляет:

на входе продуктов сгорания

,

на выходе продуктов сгорания

.

Этим соотношениям отвечает коэффициент на входе , на выходе . Тогда температура труб рекуператора:

на входе продуктов сгорания

,

на выходе продуктов сгорания

.

Подбираем для изготовления труб рекуператора сталь Х5М (или 20Х5МЛ).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19214. Влияние поверхностной неоднородности материала катода на термоэмиссию 557 KB
  Лекция № 10. Влияние поверхностной неоднородности материала катода на термоэмиссию. Пленочные катоды. Оксидные катоды. Автоэлектронная эмиссия. Изменение температуры эмиттера при термо и автоэлектронной эмиссии. 9.7. Влияние поверхностной неоднородности материала...
19215. Фотоэлектронная эмиссия. Законы Столетова и Эйнштейна. Теория фотоэмиссии 476 KB
  Лекция № 11. Фотоэлектронная эмиссия. Законы Столетова и Эйнштейна. Теория фотоэмиссии. Кривая Фаулера. Применение фотоэмиссии в технике. Фотокатоды. XI. ФОТОэлектронная эмиссия. 11.1. Законы фотоэффекта. В широком смысле фотоэффект это возникновение или измене
19216. Вторичная электрон-электронная эмиссия. Отражение электронов от твердого тела 326 KB
  Лекция № 12. Вторичная электронэлектронная эмиссия. Отражение электронов от твердого тела. Характеристические потери энергии. Закономерности истинной вторичной электронной эмиссии. Приведенная кривая. Эффективные эмиттеры вторичных электронов. XII. вторичная элек
19217. Вторичная электронная эмиссия полупроводников и диэлектриков. Эффективные эмиттеры вторичных электронов 336.5 KB
  Лекция № 13. Вторичная электронная эмиссия полупроводников и диэлектриков. Эффективные эмиттеры вторичных электронов. Электронные умножители. Вторичная ионноэлектронная эмиссия. Потенциальная и кинетическая эмиссия их физический механизм. Закономерности ионноэлек
19218. Поверхностная ионизация. Формула Саха-Ленгмюра. Температурная зависимость плотности тока положительной ионизации 217 KB
  Лекция № 14. Поверхностная ионизация. Формула СахаЛенгмюра. Температурная зависимость плотности тока положительной ионизации. Термодинамичсекий вывод формулы СахаЛенгмюра. Термодинамичсекий вывод формулы СахаЛенгмюра. Отрицательная поверхностная ионизация. XIV...
19219. Ионное распыление. Диссипация энергии атомных частиц при взаимодействии с твердым телом 288.5 KB
  Лекция № 15. Ионное распыление. Диссипация энергии атомных частиц при взаимодействии с твердым телом. Торможение быстрых частиц в твердом теле. Эмиссия атомных частиц. XV. ИОННОЕ распыление 15.1. Характеристики ионного распыления. Явление распыления твердого ...
19220. ИОНИЗАЦИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ В ГАЗЕ 163 KB
  ИОНИЗАЦИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ В ГАЗЕ Плазму как среду состоящую из заряженных частиц характеризует степень ионизации или соотношение между количеством заряженных и нейтральных частиц: концентрация электронов конц...
19221. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В ГАЗЕ 101.5 KB
  Лекция 2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В ГАЗЕ Одним из известных подходов к описанию плазмы является ее сопоставление с термодинамической системой. При этом состояние плазмы характеризуется такими величинами как температура энтропия и т.д. В термодинамик...
19222. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ГАЗЕ 112.5 KB
  Движение заряженных частиц в газе Ввиду рассмотрения тока в слабоионизованном газе или в низкотемпературной плазме требуется определить основные величины связанные с подвижностью электронов и ионов. Существует ряд экспериментов в которых были найдены значен...