Az üvegiparban alkalmazott hőcserélő berendezések

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Az üvegiparban alkalmazott hőcserélő berendezések"

Alajos Varga
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Az üvegiparban akamazott hőcseréő berendezések A távozó nagy hőmérséketű füstgáz hőtartamának hasznosítása céjábó akamazzák. A füstgáz entapiájáva az égésevegő eőmeegítve: csökken a füstgázokka távozó hőveszteség, növekszik az égési hőmérséket és az égés intenzitása, javu a betét feé irányuó hőátadás. javu a kemence hőtani hatásfoka. A hőcseréő berendezések csoportosítása: primer hőhasznosítók o rekuperátor o regenerátor szekunder hőhasznosítók o füstgázkazán o epároogtató Rekuperátor: a hőeadó meeg (füstgáz) és a hőfevevő hideg (evegő) közeget sziárd fa váasztja e. Hőátadás a gázközegben konvektív úton, a faon keresztü vezetésse vaósu meg. Nagy füstgáz hőmérsékete esetén a sugárzás is jeentős. Áandósut (stacionér) áapotú üzemük. 1

2 Regenerátor A hőeadó (füstgáz) és a hőfevevő (evegő) közeg azonos heyen áramik. A hőeadás és hőfevéte térben azonos heyen történik. A hőcsere foyamatok időben eküönítve vaósunak meg. A regenerátor üzeme tehát nem stacionér, időben vátakozó. 2

3 Rekuperátorok A rekuperátorok feosztása a füstgáz és a evegő áramása szerint A hőátadás a rekuperátor faán keresztü megy végbe, egyik odaon a füstgáz, a másikon az eőmeegítendő evegő vagy gáz áramik. Hőcseréőben megvaósítható áramási módok Áramási módok: a) Egyenáramú: evegő és a füstgáz áram a rekuperátorban párhuzamos és egyirányú. b) Eenáramú: párhuzamos, de eentétes irányú áramás, c) Keresztirányú: a evegő és a füstgáz árama egymásra merőeges. d) és e) Kombinát: a gyakoratban a evegő- és füstgáz áramás bonyoutabb sémái is eőfordunak 3

4 Hőmérséket eoszás egyen- és eenáramú rekuperátorban 4

5 A rekuperátor hőtani számítása Φ Φ k Δ át A Leggyakrabban a fűtőfeüet meghatározása a feadat: A Φ k Δ át aho Φ [W] a rekuperátorban a füstgáz áta az eőmeegítendő evegőnek átadott hő, k [W/m 2 K] hőátbocsátási tényező, Δ át [ C] az átagos hőmérséketküönbség. 5

6 A hőátbocsátási tényező Meghatározása a munkaigényes. Átaános aakban: 1 k 1 δ λ aho [W/m 2 K] a füstgázbó a rekuperátor faára történő hőátadás együtthatója,; [W/m 2 K] a fa és az eőmeegítendő evegő közötti hőátadási együttható, δ [m] a rekuperátor favastagsága, λ [W/m K] a rekuperátor fa anyagának hővezetési tényezője. Fém rekuperátor számításáná a δ/λ viszony igen kis érték, így ehanyagoható. P. ha a egvastagabb faa (8-10 mm) rendekező öntöttvas rekuperátor esetén a hővezetési tényező C-ná kb. 35 W/m K δ λ 0, ,0003 / és 1/ értéke 0,01-0,03, tehát a fém rekuperátor faának termikus eenáása a füstgáz és evegőodai hőátadás eenáásához viszonyítva eenyészően kicsi, ezért ehanyagoható. 6

7 Fém rekuperátor esetén a hőátbocsátási tényező egyszerűsített képete: k k Kerámiai rekuperátorok számításáná a fa δ/λ termikus eenáása nem hanyagoható e. Hőátadás konvektív úton + sugárzássa aho s és k s + k, [W/m 2 K] a füstgáz és a fa közötti sugárzásos és konvektív hőátadási tényező. 7

8 Az átagos ogaritmikus hőmérséketküönbség Az átagos ogaritmikus hőmérséketküönbség a következő képet aapján határozható meg: Δ át kezd n kezd végső végső aho [ C] a füstgáz kezdeti (beépési) hőmérsékete, [ C] a füstgáz végső (kiépési) hőmérsékete, [ C] a evegő kezdeti (beépési) hőmérsékete, és [ C] a evegő végső (kiépési) hőmérsékete. egyenáram esetén kezd és végső eenáram esetén kezd és végső 8

9 A rekuperátor fa hőmérsékete Átaános feadat: az eemek maximáis fahőmérséketének meghatározása (anyagra vonatkozó fizikai korát). Egységnyi fafeüeten átadódó hőmennyiség: ϕ k ( - ), W/m 2 Hőegyensúy esetén ugyanez a hőmennyiség adódik át a füstgáztó a fanak és a fató a evegőnek: ϕ ( - w ) ϕ ( w - ) Ezekben az egyenőségekben w és w [ C] a rekuperátor fa hőmérsékete a füstgáz és evegő odaon, és [W/m 2 K] a füstgáz és evegőodai hőátadási tényező. A fa hőmérsékete: w w ϕ ϕ + k k ( ) ( ), C, C 9

10 Fém rekuperátor esetén a fa hőeenáása ehanyagoható és fevehető, hogy. w w Ezt fehasznáva: ( - w ) ( w - ) Innen: w + 10

11 Sugárzó rekuperátorok Etérés a konvektív rekuperátoroktó: Nagy füstgáz hőmérséket ( > C), Domináns hőátadási forma a sugárzás. Füstgáz réteg gáz- és rekuperátor eőtti tér faazatsugárzása A nagy rétegvastagség érdekében a gáz útját nagy keresztmetszette aakítják ki (0,5-3 m) Konvektív rekuperátorokban a füstgázjáratok mérete nem haadja meg a 0,1 m-t. Nagyobb fűtőfeüet hőmérséket. Eőnyök: A nagyhőmérséketű evegő eőmeegítés ehetősége, kisebb hőáóacé szükséget (a hőcseréő nagyobb fajagos hőterheése következtében). A fűtőfeüete jóva kevésbé koszoódik, mint a konvektív rekuperátoré. Hátrányok Nagyobb méret: azonos átadott hőmennyiségre vonatkoztatva terjedemesebb és küső méretei szerint 2-3-szor nagyobb teret foga e, mint a konvektív rekuperátor. 11

Hasonló dokumentumok

Hőterjedési formák. Dr. Seres István. Fizika I. Hőterjedés. Seres István 1

Hőterjedési formák. Dr. Seres István. Fizika I. Hőterjedés. Seres István 1 Dr. Seres István Hőterjedés Seres István http://fft.szie.hu HŐAN Hő terjedési formák: hőáramás hővezetés hősugárzás Seres István http://fft.szie.hu HŐAN Hőáramás Miért az abak eé rakják a radiátort? Miért