Регенеративные аппараты непрерывного и периодического действия

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

    В регенеративных аппаратах теплообмен осуществляется с помощью неподвижной или перемещающейся твердой поверхности, называемой насадкой. Насадка регенеративных аппаратов выполняется из керамических материалов, кирпичей, металлических листов, шаров и т.д.

    В регенераторах с неподвижной керамической насадкой теплоноситель нагревается до высоких температур. В регенераторах с металлической насадкой подогрев теплоносителя лимитируется температурой жаростойкости металла. Регенераторы могут работать по принципу периодического (РГПД) и непрерывного (РГНД) действия.

    Схема регенератора периодического действия, используемого в мартеновском производстве, представлена на рисунке 1.48.

РК – рабочая камера, ЛРГ и ПРГ – левый и правый

регенераторы, ПК – перекидной клапан

Рисунок 1.48 – Схема регенераторов мартеновской печи

    При работе мартеновской печи через каждые 3-5 минут происходит изменение направление движения газовых потоков (реверсирование). В первый период в левый регенератор подается воздух, который нагревается до температуры 900-1200˚С и подается в рабочую камеру для сжигания топлива. Продукты сгорания топлива из рабочей камеры подаются в правый регенератор, насадка которого нагревается в течение первого периода. Во второй период с помощью перекидного клапана направление движения газовых потоков меняется.

    В качестве материала насадки регенератора используется огнеупорный кирпич: шамотный, высокоглиноземистый, магнезитовый, муллитовый (рисунок 1.49).

Рисунок 1.49 – Насадка регенератора из огнеупорных кирпичей

    К недостаткам РГПД относится громоздкость аппарата, сложность в эксплуатации, изменение температуры воздуха в течение периода подогрева и, как следствие, колебание температуры в рабочей камере (формула 5.8).

    На рисунке 1.50 приведена схема регенеративного подогревателя непрерывного действия РГНД.

1 – корпус, 2 – ротор с насадкой, 3 – вал ротора

4 и 5 – воздушное и газовое окно

Рисунок 1.50 Схема регенератора системы Юнгстрем

   Вращающаяся насадка выполнена из профилированных листов, что позволяет получить большую поверхность теплообмена в единице объема аппарата. Скорость вращения ротора составляет 3-6 оборотов в минуту.

    К достоинствам аппарата относится компактность и постоянство температуры подогрева воздуха. К недостаткам РГНД этого типа следует отнести сложность конструкции, расход электроэнергии на вращение ротора, ограничение температуры подогрева воздуха жаростойкостью профилированных металлических листов, перетекание воздуха в продукты горения топлива (газы) через зазоры между корпусом и ротором. Последнее приводит к необходимости увеличения мощности как вентилятора, так и дымососа.

   Другим типом регенеративного теплообменника с перемещающейся насадкой является регенеративный аппарат с промежуточным твердым теплоносителем (рисунок 1.51).

ПГ – продукты горения, ХВ и ГВ –холодный и горячий воздух

1 – камера нагрева воздуха, 2 – камера охлаждения ПГ, 3 – ложное дно,

4 – вращающийся диск, 5 – пневмоподъемник (эрлифт),

6 – перемещающаяся насадка (керамическая, металлическая)

Рисунок 1.51 – РГНД с промежуточным твердым теплоносителем

  К недостаткам РГНД с промежуточным твердым теплоносителем относятся высокие требования к герметичности камер нагрева и охлаждения, сложность конструкции, истирание шаров насадки, износ трактов подачи твердого теплоносителя.

    Задача теплового расчета регенераторов заключается в определении поверхности и массы насадки.

    Порядок расчета регенератора с неподвижной насадкой следующий (рисунок 1.48).

1. За период нагрева насадка поверхностью F воспринимает тепло:

                                                    (1.100)

где   - средние за период нагрева температуры греющего теплоносителя и насадки,

   - суммарный (конвекция и излучение) коэффициент теплоотдачи за первый период.

Это тепло воспринимается насадкой, температура которой возрастает на.                                                                                                                                (1.101)

где     - толщина кирпича,

- теплоемкость и плотность материала насадки,

         - коэффициент аккумуляции (0,2-0,9).,

2. В период охлаждения  насадка передает тепло нагреваемому теплоносителю:

                   (1.102)

где  - средние за период охлаждения температуры греющего теплоносителя и насадки,

- коэффициент теплоотдачи за второй период.

3. В целом за весь цикл количество переданного тепла равно:

           (1.103)

    Коэффициент теплопередачи определяется методом нестационарной теплопроводности:

             (1.104)

где - эмпирический коэффициент, равный 2,2-3,5 (для кирпичной кладки  ).  

Коэффициент  определяется отдельно для горячего и холодного концов насадки и затем усредняется.

    Для регенератора с вращающейся насадкой (системы Юнгстрем) коэффициент теплопередачи равен:

                     (1.105)

где х₁ х₂ - коэффициенты, учитывающие долю поверхности нагрева, находящуюся в потоке теплоносителя,

- коэффициент, учитывающий непостоянство температуры во времени.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров