Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Использование регенеративного подогрева для утилизации вторичных энергоресурсов технологических установок 13
1.1. Оценка потенциала вторичных энергетических ресурсов в теп-лотехнологических процессах и анализ основных направлений их использования 13
1.2. Основные типы регенеративных теплообменных аппаратов, их конструкции и принцип действия 14
1.3. Оценка эффективности эксплуатации регенеративных теплообменных аппаратов 19
1.4. Методы расчета регенеративных теплообменников 23
1.5. Математическое моделирование взаимодействия газа с насадкой. Ячеечные модели прогрева одно- и двухмерных объектов 26
1.6. Постановка задачи исследования 31
Глава 2. Моделирование теплообмена между потоками гранулированного материала и газа 32
2.1. Схематизация потоков в регенераторах с гранулированной насадкой 32
2.2. Параметры состояния процесса в элементарной ячейке 34
2.3. Одномерная модель процесса движения потоков газа и гранул и теплообмена между ними 38
2.4. Расчетное исследование теплообмена между одномерными потоками газа и насадки 47
2.5. Выводы по главе 2 55
Глава 3. Моделирование поперечно-поточного теплообмена и циклов нагрева-охлаждения гранулированной насадки 56
3.1. Двухмерная ячеечная модель теплообмена газа с гранулированной насадкой 56
3.2. Расчетное исследование распределения параметров газа и насадки при поперечно-поточном теплообмене 64
3.3. Ячеечная модель циклов нагрева-охлаждения в регенеративном теплообменнике с гранулированной насадкой 70
3.4. Выводы по главе 3 79
Глава 4. Метод расчета регенератора с подвижной гранулированной насадкой и его экспериментальная проверка 80
4.1. Метод расчета тепловых процессов в регенераторе с гранулированной насадкой 80
4.2. Экспериментальная проверка модели 89
4.3. Оценка эффективности использования теплоты уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, подаваемого в топку промышленной печи 92
4.4. Сведения о практическом использовании результатов работы 97
4.5. Выводы по главе 4 98
Основные результаты диссертации 99
Список литературы 100
Приложения
- Основные типы регенеративных теплообменных аппаратов, их конструкции и принцип действия
- Параметры состояния процесса в элементарной ячейке
- Расчетное исследование распределения параметров газа и насадки при поперечно-поточном теплообмене
- Оценка эффективности использования теплоты уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, подаваемого в топку промышленной печи
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Повышение эффективности производственных процессов - крупных потребителей тепловой энергии, может быть достигнуто путем утилизации их вторичных энергоресурсов (ВЭР). В химической промышленности, производстве строительных материалов и других отраслях потери теплоты при обжиге цементного клинкера, извести, керамических изделий, производстве стекла, кирпича, огнеупоров и других изделий иногда достигают 40...50% от подводимой теплоты, а общий потенциал ВЭР данных отраслей оценивается в несколько миллионов тонн условного топлива. При этом наиболее перспективным является использование теплоты уходящих продуктов сгорания топлива для подогрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания.
Наибольшее распространение в таких системах утилизации теплоты получили регенерационные теплообменники различных конструкций. Важнейшей задачей при их проектировании и эксплуатации является определение рациональных конструктивных и режимных параметров, при которых достигается максимальное значение теплоты, полученной единицей массы воздуха. Данные задачи не могут быть решены с помощью известных методов расчета, в которых вместо актуальных значений температур теплоносителей используются значения, осредненные по длине канала и времени цикла, а также ряд других далеко идущих допущений. Особенно это касается нетрадиционных конструкций регенеративных теплообменников, позволяющих преодолеть существующие технологические ограничения.
Одним из типов таких теплообменников является регенератор с циркулирующей гранулированной насадкой, в котором поток огнеупорного сыпучего материала сначала проходит через камеру нагрева, воспринимая теплоту горячего газа и нагреваясь, затем - камеру охлаждения, где отдает полученное тепло холодному воздуху, нагревая его, а затем снова элеватором подается в камеру нагрева. Несомненными преимуществами такого аппарата является отсутствие необходимости переключать потоки горячего газа и холодного
воздуха, как это имеет место в регенераторах с неподвижной насадкой, отсутствие массивных вращающихся при высокой температуре частей, как в регенераторах типа «Юнгстрем» с вращающейся насадкой, возможность иметь большую температуру в огнеупорной гранулированной насадке, то есть ее большую теплоаккумулирующую способность.
Процессы теплообмена между теплоносителями и насадкой в таких регенеративных теплообменниках зависят от множества параметров и поэтому весьма сложны для экспериментального исследования. Для решения актуальных технических вопросов проектирования и эксплуатации подобных регенераторов необходима разработка математических моделей процессов нестационарного теплообмена между потоками сыпучего материала и газа, которые могли бы прогнозировать температурный режим регенеративных теплообменников в зависимости от конструктивных и режимных параметров, а также оптимизировать условия их работы по различным целевым функциям. Разработка таких моделей является актуальной научной и технологической задачей, что и определило цель настоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1 - А118 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий) и планов НИР ИГЭУ, а также частично в рамках международного договора о научно-техническом сотрудничестве между кафедрой прикладной математики ИГЭУ и Горным институтом г. Ал би, Франция.
Целью работы является повышение эффективности систем утилизации тепла в регенеративных теплообменниках с циркулирующей гранулированной насадкой в высокотемпературных процессах химической, строительной и других отраслей промышленности.
Объектом исследования является тепловой процесс в регенеративном теплообменнике с циркулирующей гранулированной насадкой.
Предмет исследования - температурный режим насадки, греющего газа и нагреваемого воздуха в тепловом цикле работы насадки и возможности управления им.
В первой главе выполнена оценка потенциала вторичных энергетических ресурсов в тепловых процессах химической и ряда смежных отраслей промышленности, представлено описание основных типов регенеративных подогревателей, используемых для утилизации теплоты продуктов сгорания, а также проанализировано современное состояние проблемы математического моделирования происходящих в них теплообменных процессов и инженерных методов их расчета.
Показано, что одной из перспективных конструкций регенеративного теплообменника является регенератор с подвижной гранулированной насадкой, поток которой последовательно пересекает потоки горячего (нагрев насадки) и холодного (ее охлаждение) газа, передавая теплоту от одного потока к другому.
Методологической основой настоящей работы выбраны ячеечные модели и связанный с ними математический аппарата теории цепей Маркова, успешно использованные для решения подобных задач в работах В.Е. Мизонова, Н. Berthiaux, СВ. Федосова и ряда других авторов.
В заключение главы сформулированы детализированные задачи исследования.
Во второй главе разработаны ячеечные математические модели теплового взаимодействия между стохастически движущимися потоками газа и сыпучего материала для трех основных вариантов взаимодействия массопотоков гранулированной насадки и газа, позволяющие рассчитывать распределения температур газа и насадки в переходном и установившемся процессах при локализованной и распределенной по любому закону подаче газа в прямоточном и противоточном режимах.
Выполнены численные эксперименты по исследованию влияния способа подачи газа на прогрев насадки и охлаждение газа, в результате которых показано, что максимальный прогрев насадки достигается при локализованном противоточном режиме, но при распределенной подаче газа обеспечивается наиболее равномерное распределение его температуры по длине канала, благоприятное для его аппаратурного оформления.
Исследовано влияние длины канала на прогрев насадки и показано, что при незначительной доле местных сопротивлений по сравнению с сопротивлением собственно насадки энергетически выгоден короткий канал, а при их возрастающей доле имеется оптимальная длина канала.
В третьей главе рассмотрен следующий этап моделирования: поперечно-поточное движение газа и материала.
Разработана двухмерная ячеечная модель поперечно-поточного теплообмена газа с гранулированной насадкой, позволяющая рассчитывать распределения температур газа и насадки в переходном и установившемся процессе и средние температуры газа и насадки на выходе из зоны теплообмена. Описана структура моделирования циклов нагрева-охлаждения насадки и построена модель цикла для противоточного теплообмена.
Выполнены численные эксперименты по исследованию циклов нагрева-охлаждения и выявлено влияние параметров процесса на распределения температур теплоносителей. Показано, что предложенная модель содержит всю информацию для расчета регенераторов с подвижной гранулированной насадкой и поиска их рациональных (оптимальных) параметров при проектировании.
В четвертой главе рассмотрены вопросы практического применения полученных результатов.
Сформулирован метод поверочного и конструкторского расчета регенератора с гранулированной насадкой и разработано его программно-алгоритмическое обеспечение. Показано, что существует оптимальный размер гранул, обеспечивающий
максимальный коэффициент теплоотдачи от газа к гранулированной насадке, отнесенный к объему насадки, то есть обеспечивающий максимальную компактность регенератора.
Выполнена экспериментальная проверка модели по опытным данным с шахтной обжиговой печи и показано хорошее соответствие расчетных результатов с опытными данными.
Разработана методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха.
Представлены сведения о практическом использовании результатов диссертации.
Научная новизна результатов работы заключается в следующем:
Теоретически исследованы закономерности процессов нестационарного теплообмена потока газа с потоком гранулированного материала при локализованной, распределенной и перекрестной подаче газа в канал движения сыпучего материала, позволяющие связать скорость тепло-переноса с конструктивными и режимными параметрами процесса.
Разработана математическая модель регенеративного процесса в теплообменнике с подвижной гранулированной насадкой, исследованы циклы нагрева и охлаждения насадки и влияние конструктивных и режимных параметров регенератора на температурный режим и эффективность теплообмена.
Показано существование оптимального диаметра гранул насадки регенератора, обеспечивающих его максимальную компактность при заданной степени утилизации теплоты уходящего газа.
Предложена методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха.
Практическая ценность результатов состоит в следующем:
Предложена методика построения математических моделей нестационарных процессов теплообмена в регенеративных теплообменниках с подвижной гранулированной насадкой.
Разработан компьютерный инженерный метод расчета процесса теплообмена в регенеративных теплообменниках с подвижной гранулированной насадкой и выбора его рациональных конструктивных и режимных параметров.
Разработана методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха.
Разработанные математические модели, инженерные методы расчета и оценки эффективности, а также средства компьютерной поддержки моделирования и расчета нашли практическое применение в практике исследовательских и проектных работ в ЗАО «Научно-технический центр «ЛАГ Инжиниринг», ЗАО «Славнефть - ЯНОС» и ООО НТЦ «Промышленная энергетика».
Автор защищает:
1. Ячеечную модель, описывающую нестационарный конвективно-
радиационный теплообмен потока газа с потоком сыпучего материала при
локализованной и распределенной подаче газа с учетом стохастической со
ставляющей движения обоих потоков.
Результаты расчетного исследования теплового состояния сыпучего материала при его прогреве и охлаждении продольным потоком газа и влияния конструктивных и режимных параметров процесса на аккумулируемую в нем теплоту и скорость ее накопления.
Ячеечную модель и результаты расчетного исследования нестационарного теплообмена потока газа с поперечным потоком сыпучего материала. Влияние параметров процесса на двухмерное поле температуры в движущемся сыпучем материале.
Математическую модель и компьютерный метод расчета регенеративного процесса в теплообменнике с подвижной гранулированной насадкой.
Апробация работы.
Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и получили одобрение на Международной научной конференции «Состояние и перспективы развития энерготехнологии - 14-е Бенардосовские чтения», Иваново, ИГЭУ, 2007, «15-е Бенардосовские чтения», Иваново, ИГЭУ, 2009, XV Международной конференции «Информационная среда вуза», Иваново, ИГАСУ, 2008, Международной НТК «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-21», Саратов, 2008, а также на научных семинарах кафедры промышленной энергетики и прикладной математики ИГЭУ и кафедры гидравлики, водоснабжения и водоотведения ИГАСУ (2006-2009гг.).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах, в том числе в 2-х изданиях, предусмотренных перечнем ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка использованных источников и приложения.
Основные типы регенеративных теплообменных аппаратов, их конструкции и принцип действия
В настоящее время для подогрева воздуха, подаваемого в камеры сгорания парогенераторов и промышленных печей, используются два основных типа теплообменников: рекуперативные и регенеративные.
Проведенный анализ [3, 20, 26, 37, 79, 89] показывает, что для эффективного использования ВЭР многих технологических процессов наиболее пригодны регенеративные теплообменники, которые более компактны по сравнению с рекуперативными. Это преимущество регенераторов позволяет минимизировать затраты на включение их в существующую технологическую схему процесса. К регенераторам относится большая группа теплообменных аппаратов, в которых передача теплоты от одного теплоносителя к другому происходит посредством неподвижной или перемещающейся насадки. В качестве насадки применяют огнеупорный кирпич, металлические листы, пластины, шары, алюминиевую фольгу и т. п. [2, 3, 21, 26, 39, 47, 62, 64, 81, 82, 89]. В течение первого периода (период нагревания насадки) через аппарат пропускают горячий тепло-носитель, при этом отдаваемая им теплота расходуется на нагревание насадки и в ней аккумулируется. В течение второго периода (период охлаждения насадки) через аппарат пропускают холодный теплоноситель, который нагревается за счет теплоты, аккумулированной насадкой. Периоды нагревания и охлаждения насадки продолжаются от нескольких минут до нескольких часов. Для осуществления непрерывной теплопередачи между теплоносителями необходимы два регенератора: в то время как в одном из них происходит охлаждение горячего теплоносителя, в другом нагревается холодный теплоноситель. Затем аппараты переключаются, после чего в каждом из них процесс теплопередачи протекает в обратном направлении. Схема соединения и переключения пары регенераторов приведена на рис. 1.1., Переключение производится поворотом клапанов 1 и 2. Направление движения теплоносителей показано стрелками.
На рис. 1.2 показано изменение во времени температур теплоносителей (tg -температура горячего теплоносителя, обычно - газа, ta - температура холодного теплоносителя, обычно - воздуха) и насадки t. Обычно переключение регенераторов производится автоматически через определенные промежутки времени. Полная продолжительность одного цикла тц складывается из продолжительности периода нагрева тн и охлаждения т0.
В последнее время в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, а также в энергетических установках с высокотемпературными уровнями процессов, когда даже высоколегированные стали недостаточно жаростойки, получили применение теплообменные аппараты с неподвижным, кипящим или падающим слоем твердого жаростойкого промежуточного теплоносителя [62, 82]. В этих теплообменниках нагревают воздух, газы и пары органических жидкостей до температур 1600...2000 С, перегревают водяной пар. В качестве промежуточных теплоносителей применяют твердые частицы и шарики из окиси алюминия, циркония, магния, из каолина, муллита и других материалов диаметром 8... 12 мм. Материал такого теплоносителя должен быть жаростойким (не размягчаться и не плавиться при высокой температуре), обладать химической стойкостью (не окисляться), не трескаться и не расслаиваться при резких изменениях температуры, не истираться и выдерживать ударную нагрузку, обладать высокой теплоемкостью, чтобы иметь небольшой массовый расход при большой тепловой нагрузке и низкую стоимость. Одним из типов таких теплообменников является регенератор с циркулирующей гранулированной насадкой, в котором поток огнеупорного сыпучего материала сначала проходит через камеру нагрева, воспринимая теплоту горячего газа и нагреваясь, затем - камеру охлаждения, где отдает полученное тепло холодному воздуху, нагревая его, а затем снова элеватором подается в камеру нагрева. На рис. 1.3 показана принципиальная схема регенератора такого типа, движущаяся насадка в котором выполнена в виде металлических шаров [62]. Через регенератор 1 пропускается горячий теплоноситель, при этом насадка нагревается. Насадка непрерывно выгружается через регулирующий затвор 3 и поступает в регенератор 2, через который пропускается холодный теплоноситель. Из регенератора 2 насадка поступает в ковшовый элеватор 5 и подается им снова в регенератор 1. Таким образом, отпадает необходимость переключения регенераторов, и теплота передается от горячего теплоносителя к холодному при помощи насадки, непрерывно циркулирующей через оба регенератора.
Параметры состояния процесса в элементарной ячейке
В основу построения модели положен ячеечный подход и связанный с ним математический аппарат теории цепей Маркова. Начнем построение модели с одномерного случая движения газа и насадки в канале постоянного сечения высотой h, шириной b и длиной L. Разобьем канал по длине на m достаточно малых секций-ячеек длиной Ax=L/m (рис.2.2). Будем считать образовавшуюся ячейку ячейкой идеального перемешивания, в которой любые изменения состояния, вызванные внешними источниками, мгновенно равномерно распределяются по ее объему. Эта ячейка составляет элементарную подсистему моделируемой системы, то есть для построения модели сначала надо описать свойства ячейки, а затем предложить алгоритм сборки моделей ячейки в модель системы. Находящаяся в ячейке масса гранулированной насадки составляет где cs, cg - теплоемкости материала насадки и газа, ts, tg - их температуры.
В соответствии со стратегией моделирования процессов цепями Маркова будем рассматривать состояние ячейки через дискретный промежуток времени Ат, называя происшедшие изменения состояния переходом, присваивая ему номер к. Тогда текущие моменты времени наблюдения за состоянием процесса определятся как тк=(к-1)Ат, к=1,25... может рассматриваться как целочисленный аналог текущего времени. За время перехода (индекс к пока опускается) от газа к насадке путем конвективного переноса будет передана теплота где a - коэффициент теплоотдачи от газа к грануле, S - поверхность теплообмена в ячейке, рассчитываемая по формуле При движении газа с массовым расходом Gg его средняя скорость в ячейке составляет В первом приближении эта скорость может быть использована для расчета коэффициента теплоотдачи, так как ее выражение учитывает стесненность обтекания частиц. При наличии этой скорости легко определяется доля газа, покидающая ячейку в течение одного перехода (рис.2.2) В реальных условиях в движении газа и насадки присутствует стохастическая составляющая, которая может быть представлена диффузионной компонентой переноса сред. Согласно [117] доля среды, переносимая за один переход путем диффузионной составляющей процесса в обоих направлениях одинакова (симметрична) и составляет где D - дисперсионный коэффициент (коэффициент макродиффузии), разный для разных сред. Следующей задачей является объединение моделей процесса в ячейках в модель процесса во всем канале, то есть в цепи ячеек.
Расчетное исследование распределения параметров газа и насадки при поперечно-поточном теплообмене
В настоящем разделе приведены результаты численных экспериментов с разработанной двухмерной моделью поперечно-поточного теплообмена, имеющие целью продемонстрировать работоспособность модели и выявить влияние ряда конструктивных и режимных факторов на распределение параметров. Для того, чтобы сделать результаты расчетов более наглядными и универсальными, все параметры процесса считаются не зависящими от температуры, то есть постоянными, параметр, характеризующий теплообмен, задан величиной a=aSATtgo/mscs, имеющей размерность температуры, а сама температура считается в долях от температуры входящего горячего газа tg0. Возврат к реальным технологическим показателям легко произвести по приведенным выше формулам.
Поскольку температуры газа и насадки неравномерны как по всей зоне теплообмена, так и в сечениях на выходе из нее, дополнительно рассчитывались средние температуры: по сечениям выхода для насадки
При поперечно-поточном теплообмене распределение температур занимает промежуточное положение между прямотоком и противотоком. Слои газа, пересекающие еще холодную насадку в сечениях, близких к ее входу, нагревают ее, значительно охлаждаясь. В сечениях же, близких к выходу уже нагревшейся насадки, охлаждение газа весьма незначительно. Поэтому газ выходит с большой неравномерностью температуры по сечению выхода, и средняя по сечению выхода температура насадки может быть больше, чем таковая для газа. Естественно, что при нагреве насадки средняя по зоне теплообмена температура газа всегда выше температуры насадки.
На рис.3.6 показано влияние параметра а, характеризующего теплообмен, на установившиеся распределения температур газа и насадки.
По мере роста интенсивности теплообмена (например, уменьшении размеров частиц насадки, то есть ее увеличении поверхности теплообмена) происходит сближение температур газа и насадки в обоих выходных сечениях. Но если на выходе насадки распределение температур близко к равномерному, то на выходе газа его температура распределена очень неравномерно: почти от температуры холодной насадки до температуры входящего горячего газа. На следующем рис.3.7 показано влияние ширины слоя насадки, выраженное числом ячеек для ее прохода, на установившиеся распределения температур.
Представленные на рисунке расчеты выполнены при постоянной скорости движения насадки, то есть с увеличением ширины канала ее движения пропорционально увеличивается ее расход. В регенераторе, показанном на рис. 1.3, взаимодействие газа с насадкой происходит в относительно тонком ее слое. При любой ширине происходит нагрев насадки до температуры, близкой к температуре горячего газа. Однако охлаждение газа, являющееся одной из целей регенеративного теплообмена, уже довольно сильно зависит от ширины насадки. На рис.3.8 показано влияние ширины насадки на средние температуры теплоносителей на выходе: средняя температура насадки слабо убывает с увеличением ширины ее канала, а средняя температура газа убывает гораздо сильнее. На рис.3.9 показано распределение установившихся температур газа и насадки при различных соотношениях их расходов Gg/Gs. Следует отметить, что несмотря на то, что плотность насадки гораздо выше плотности газа, ее скорость может быть очень маленькой и расход газа может превышать расход насадки (кроме того, как было указано выше, для ускорения сходимости модельных расчетов плотность насадки принята заниженной).
При малом расходе газа, то есть большом времени его пребывания в зоне теплообмена и ее ячейках, насадка прогревается так, что перепад температуры между газом и насадкой становится незначительным, однако как температура газа, так и температура насадки на выходе имеют наибольшую неравномерность и наименьшее среднее значение в выходных сечениях (рис.3.10). С ростом расхода газа его время пребывания в ячейках уменьшается, и он не успевает сблизить свою температуру с температурой насадки в ячейке. Температура теплоносителей на выходе становится равномернее, насадка прогревается больше, но тепловые потери с уходящими газами довольно резко возрастают. Таким образом, разработанная модель позволяет учитывать все особенности поперечно-поточного теплообмена газа с гранулированной насадкой. Несмотря на то, что представлены результаты достаточно простых численных экспериментов, модель позволяет любые температурозависимые свойства теплоносителей и параметров переноса без каких-либо ограничений.
Оценка эффективности использования теплоты уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, подаваемого в топку промышленной печи
Рассмотрим тепловой баланс установки, состоящей из промышленной печи и регенеративного подогревателя воздуха, изображенный на рис. 4.5.
Теплота, поступающая в топку печи в виде физической теплоты топлива Qff = Vftf LXJ-CJ- (где Xj и Cj - расход и теплоёмкость компонентов топливной смеси при температуре tf; очевидно, что Гдс, =1 м3), физической теплоты воздуха Qfa =
Va-Ca"ta и теплоты, выделяющейся при сгорании топливовоздушной смеси Q]W, расходуется на проведение технологического процесса QteCh = Vg-cg-(t - tg ), а также уходит с дымовыми газами Qfg = Vg-cgg . Теплота, поступающая в регенеративный теплообменник - подогреватель воздуха в виде физической теплоты дымовых газов, покидающих печь Qfg = Vg-Cgg и физической теплоты «холодного» воздуха Qfao = Va-caao, уходит с с дымовыми газами, выбрасываемыми в окружающую среду Qfg = Vg Cgg" и
Полагая температуры топлива и «холодного» газа равными температуре окружающей среды tf = tao = t0, и пренебрегая зависимостью теплоємкостей дымовых газов и воздуха от температуры (заменив Ех,-с, на Cf), получим следующую систему из двух уравнений с тремя неизвестными ta, tg и tg .
Так как материал, обрабатываемый в печи, получает теплоту в основном радиацией, можно с хорошей точностью предположить, что при заданной величине Qtech площадь требуемой поверхности теплообмена обратно пропорциональна разнице четвертых степеней абсолютных температур сгорания топливно-воздушной смеси и обрабатываемого материала. Поэтому влияние температуры воздуха, подаваемого в топку, на величину её поверхности нагрева можно оценить следующим образом: где Тт - абсолютная температура обрабатываемого материала, а зависимость калориметрической температуры сгорания топлива от температуры воздуха, подаваемого в топку, описывается выражением:
Энтальпия продуктов сгорания при калориметрической температуре сгорания Jk складывается из теплоты, выделяющейся при сгорании топлива - низшей рабочей теплоты сгорания топлива Q]W, и физической теплоты, вносимой в топку с топливом Qff и с воздухом Qfa. В расчете на 1 м3 топлива, подаваемого в топку:
Результаты расчетов по формулам (4.28), (4.27) представлены на рис.4.6 и 4.7 Хорошо видно, что величина поверхности нагрева весьма слабо зависит от Тт. Для того чтобы оценить влияние температуры воздуха, подаваемого в топку, на величину поверхности нагрева регенератора, можно воспользоваться уравнением теплового баланса печи (4.25), регенератора (4.26), а также уравнением теплопередачи
