Тепловой расчет регенеративных теплообменников

Рассмотрим регенеративный теплообменник с неподвижной насадкой из керамических и огнеупорных материалов. Введем следующие обозначения: - период нагрева насадки горячим газом; - период охлаждения насадки нагреваемым воздухом; - температуры горячего и холодного теплоносителей в конце регенератора в начале и конце циклов нагрева и охлаждения; - температуры поверхности насадки в начале цикла нагрева и конце цикла охлаждения; - температура поверхности насадки в конце цикла нагрева.

Наиболее точные расчеты регенеративных теплообменников можно провести с помощью уравнений конвективного и радиационного теплообмена (для потока газов) и уравнения теплопроводности в насадке. Такие расчеты сложны.

В приближенных инженерных расчетах используют уравнения теплового баланса, которое записывется следующим образом:

где - тепловая нагрузка, т.е. количество теплоты, передаваемая газами воздуху за цикл; - средние во времени значения температур газа и нагреваемого воздуха на выходе из регенератора:

;

Ля расчета площади поверхности насадки используется уравнения теплопередачи:

,

где средний температурный напор за цикл (время цикла ) имеет вид:

Средний коэффициент теплопередачи расчитывается по формуле

где - коэффициенты теплоотдачи соответственно для газа и воздуха; - термическое сопротивление насадки.

При расчете следует учитывать радиационный перенос теплоты и газов к насадке.