ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ТЕОРИЯ И ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ПЕРИОДА

В дальнейшем необходимо рассмотреть формулу для коэф­фициента теплопередачи регенератора. Ее вывод основан ис­ключительно на физических факторах без применения предпо­ложений; формула справедлива также для экстремальных слу­чаев. Лишь такая формула может дать точную картину влия­ния, которое оказывают сильные изменения в насадке регене­ратора, например изменение объемного веса или толщины кир­пича и его коэффициента теплопроводности, а также продол­жительности периода на коэффициент теплопередачи. При этом можно установить, что объектом расчета является всего лишь выражение в скобках [уравнение (581)], а в нем — только раз­ность средних температур поверхности кирпича Д ^пов за период газа и воздуха. Главный фактор — это коэффициент теплопере­дачи идеального регенератора

Хид=—I—!——- +

Аг * тг. п ав * тв. п

Который нетрудно определить, зная коэффициенты тёплоотда- чи. Действительный коэффициент теплопередачи х в большин­стве случаев составляет 70—90% от хИд.

Температурная разность 1Д^ПОв, составляющая основную цель дальнейших расчетов, зависит от двух факторов: во-пер­

Вых, от изменения температуры поверхности кирпича при пе-

Реключении вследствие 'малой его теплопроводности и, во-вто­рых, от увеличивающегося нагревания или охлаждения за вре­мя половины периода вследствие малой аккумулирующей спо­собности кирпича.

Прежде всего сделан вывод для более простого случая, ког­да температуры газа и воздуха остаются постоянными. Следо­вательно, кирпич при переключении внезапно начинает омы­ваться газом высокой температуры, который приходит на сме­ну воздуху более низкой температуры. При этом температура поверхности, кирпича повышается очень быстро, т. е. резко из­меняется.

Общее колебание температуры поверхности по отношению к общему колебанию средней температуры можно определить по степени использования кирпича, которая рассчитана Г. Гре - бером [уравнение (611) и последующие и рис. 56]. Рост сред­ней температуры кирпича можно рассчитать по теплопередаче за время половины периода [уравнения (603) и (604)].

Этот рост сначала происходит быстро, но в течение полови­ны периода при уменьшающейся разности температур кирпич— газ он замедляется. Охлаждение в воздушный период также происходит сначала быстро и затем с уменьшением разности температур кирпич — воздух замедляется. В результате получа­ется типичная форма кривой переключения (особенно для тон­ких кирпичей), показанная в правой части рис. 55, которая ха­рактеризует факт, что ее среднее значение в газовом перио­де выше, чем в воздушном, вследствие чего возникает отклоне­ние реального регенератора от идеального регенератора вто­рой степени. Такой же результат, но при толстых кирпичах да­ет изменение температуры поверхности кирпича при переклю­чении вследствие худшей теплопроводности.

Конечными уравнениями, полученными на основании этих расчетов, для коэффициентов теплопередачи в любых регенера­торах является (698) или (755).