Определяем энтальпию продуктов сгорания;

16. Определяем энтальпию продуктов сгорания;

приймем t_в=20°C, i_в=26.1 [кдж/м³]

 ==2745.07 [кДж/м³].

Определяем калориметрическую температуру продуктов сгорания. В первом приближении калориметрическую температуру продуктов сгорания принимаем равной t’_кал= 1600°С.

i₁₆₀₀==

= 2630,89 [кДж/м³]

Так как i₀>i₁₆₀₀ , принимаем более высокую температуру 1700°С.

Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре

i₁₇₀₀=2813,52[кДж/м³]

Поскольку i₀< i₁₇₀₀ , то истинную температуру определяем по формуле:

t_кал= t’_кал+

t_кал=1600+=1662,5°С

18. Действительная температура продуктов сгорания:

t_д=ht_кал=0.95*1662,5=1579,4°С

t_дн=0.97*1579.4=1532°С

t_д¢=1500°С

19. Определяем энтальпию продуктов сгорания:

а) на входе в насадку (при t_д¢=1500°С): i_дн=(3545,34*15.17+2758.39*11,5+2170,55*71,98+

+2296,78*1.35)/100= 2448,41 [кДж/м³].

б) на выходе из насадки (низ). Принимаем среднюю за период температуру уходящих из насадки газов t_дк=250°С:

i_дк=(470,2*15.17+384.46*11,5+327*71,98+339.56*1.35)/

/100=355,5 [кДж/м³]

20. Определяем средний за воздушный период расход воздуха. Принимаем, что пути от верха насадки до печи температура дутья понижается на 20°С.

t_вмин=t_вк+20=1200+20=1220°С.

Эта температура соответствует концу периода нагрева дутья. Для предварительных расчетов принимаем, что в течение воздушного периода температура воздуха понижается на величину Dt_в¢¢=200°С. Тогда средняя температура воздуха на выходе из насадки в течение воздушного периода составит:

t_вкср=t_вмин+ Dt_в¢¢/2=1220+200/2=1320°С.

Этой температуре соответствует энтальпия:

i_вк=1908,18 [кДж/м³].

Согласно заданию на проектирование объем дутья

V_в=195000 [м³/час]. Это максимальное количество воздуха, которое пройдет через воздухонагреватель к концу воздушного дутья периода. Средний расход дутья за воздушный период определим из соотношения:

 

20. Определяем требуемый расход топлива. Требуемый расход топлива V_г определим из уравнения теплового баланса насадки за цикл её нагрева и охлаждения.

V_гV_пс(0.95i_дн-і_дк)t_д=V_вср(і_вк-і_вн)t_в ,

отсюда

:

где 0.95 – коэффициент, учитывающий потери тепла в насадке;

і_вн – энтальпия воздуха на входе в насадку. Температура воздуха на входе в насадку t_вн=170°С (после воздуходувки), что соответствует её энтальпии і_вн=222,65[кДж/м³];

t_д и t_в – длительность дымового и воздушного периода, час.

Предварительно принимаем t_д=2.0 час, а время, затрачиваемое на перекидку клапанов t_п =0.1 час. При числе воздухонагревателей п=4 длительность воздушного периода будет равна:

Продолжительность цикла:

t_S=t_д+t_в=2.0+0.7=2.7 [час].

Расход ПДС:

Расход доменного газа:

V_пс=V_см*0.869=18415*0,869=16003 [м³/ч]

Расход природного газа:

V_кг= V_см*0.131=18415*0.131=2412 [м³/ч]

21. Количество воздуха необходимое для горения топлива:

V_в=L_дV_г=2.06*18415=37935 [м³/ч]

22. Количество продуктов сгорания поступающих в насадку:

V_пс=V_дV_г=2,93*18415=53956 [м³/ч]

Предварительное определение поверхности

нагрева насадки

23. Определяем количество тепла, затраченное на нагрев воздуха:

Q_в=V_вср(і_вк-і_вн)t_в=180227(1908,18-222,65)0.7=

=2,1264*10⁸ [кДж/цикл]

24. Средне логарифмическая разность температур °C:

25. Средние за период температуры дыма и воздуха:

26. Средние температуры верха и низа насадки:

а) дымовой период:

б) воздушный период:

27. Определение коэффициента теплоотдачи для верха и низа насадки. Для определения теплоотдачи конвекцией a_кд и a_кв воспользуемся формулой:

Nu=AReⁿ

Значение коэффициентов А и п : 0.0346 и 0.8 соответственно.

Результаты вычислений приведены в таблице.

28. Примем скорость продуктов сгорания при нормальных условиях W_од=2 м/с. Тогда скорость воздуха при нормальных условиях будет:

 

29. Действительную скорость продуктов сгорания определяем по формуле:

а) для верха насадки

б) для низа насадки

30. Так как воздуходувка подает воздух под давлением Р=354.5 [кПа], то действительную скорость воздуха для верха и низа насадки найдем по формуле:

 ,

где Р₀=101.3 кПа, Т₀=273°К

а) для верха насадки

б) для низа насадки