Моделирование и расчёт рекуператора

Страницы работы

Содержание работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра печей, контроля и автоматизации металлургического производства

Лабораторная работа №6

По предмету:                                Пирометрическое оборудование                                    .                                          

На тему: «Моделирование и расчёт рекуператора»                             .

Выполнила: студентка группы АПМ-02                 /Василенко С.В./

                                                                                        (подпись)                                                                                                                    (Ф.И.О.)

Проверил: доценткафедры  ПКАМП             _______________        /Дубовиков О.А/

                            (подпись)                                                                             (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2005 год

Краткие теоретические сведения: Печи цветной металлургии теряют значительное количество тепла, уносимого из рабочего пространства отходящими газами, шлаком и водой, охлаждающей детали печей. Эти потери составляют соответственно 30-60, 10-30 и 5-20% от общего расхода тепла в печах. В работе рассчитан рекуператор, предназначенный для подогрева воздуха. Расчёт производится на основе теории подобия с использованием опытов. Рекуператор – устройство, в котором за счёт тепла отходящих газов металлургической печи подогревается холодный воздух.

Процесс конвективного теплообмена описывается уравнением Фурье-Кирхгофа:

.

При вынужденном движении воздуха в рекуператорах в условиях стационарного теплообмена из уравнения выпадают критерии Fo, Gr, и Pr. Таким образом, конвективный обмен определяется уравнением: , где , где l – линейный размер, характерный для системы; λ – коэффициент теплопроводности газа.

Обычно критериальное уравнение имеет вид степенных функций: .

Частный вид критериального уравнения, определяющего процесс конвективного теплообмена, может быть определён моделированием.

Цель работы: определение основных конструктивных характеристик металлического трубчатого промышленного рекуператора.

Схема установки:

1 – водомер, регулирующий количество подаваемого в печь воздуха;

2 – воздуходувка;

3 – диафрагма;

4 – милливольтметр;

5 – U – образный манометр;

6 – печь;

7 – трубчатый рекуператор;

8 – перемешиватель.

Результаты измерений и вычислений:

Таблица 1

ΔH, мм.вод.ст

Vt, м3

                                      Температура, оС

      воздуха

            поверхности             

           рекуператора

середины стенки трубы, t4

  на входе

t1

   на выходе

t6

    в начале

t2

      в середине

t3

     в конце

t5

1

42

0.00356

33

230

470

436

414

516

2

39

0.0034

46

211

344

321

408

425

3

34

0.0032

46

199

309

279

396

396

4

28

0.00291

46

186

279

249

379

344

5

17.5

0.0023

46

173

267

224

368

321

6

7

0.00146

46

186

261

230

362

321

Пример расчёта для опыта №1:

Площадь поверхности теплообменника модели рекуператора

Результаты аналогичных расчётов представлены в таблице 2:

Таблица 2

Vo, м3

tст.ср, оС

tвозд.ср, оС

Q, кДж/с

αконв, кДж/К∙с∙м2

Nu

Vt мод, м3

Wt мод, м3

Re

2

0.00291

374.5

128.5

0.627

0.0255

0.0112

0.0042

3.89

1938.8

3

0.00274

345

122.5

0.547

0.0246

0.012

0.0039

3.609

2449.7

4

0.00249

312.75

116

0.455

0.0231

0.0113

0.0035

3.23

2192.4

5

0.00197

295

109.5

0.326

0.0176

0.00858

0.0027

2.51

1703.7

6

0.00124

293.5

116

0.228

0.0128

0.0002

0.00178

1.62

1099.6

Обработав полученные результаты нашли значения коэффициентов критериального уравнения:

   c=0.0000176

   N=0.8329

   Nu=0.0000176∙Re0.8329

Определение основных конструктивных характеристик металлического трубчатого промышленного рекуператора:

=> 102 – число труб.

Похожие материалы

Информация о работе