2.8.2. Расчет гидравлического сопротивления рекуператора в борове

Пучок тепловых труб в борове имеет длину 1 м. Трубы установлены на стержнях, поэтому будем считать, что пучок труб проходит через сечение борова. Трубы предполагается располагать в коридорном, а не в шахматном порядке с целью уменьшения гидравлического сопротивления рекуператора. Поэтому для нахождения сопротивления рассчитаем критерий Эйлера для коридорного расположения труб в пучке по формуле (2.134) [13]:

где – коэффициент, зависящий от угла атаки, при 90° b = 1;

– число рядов труб в направлении движения, m = n_L;

d_тр – расстояние между трубами, d_тр = 0,025 м;

s – расстояние между трубами, s = 2d_тр = 0,05 м;

Re – критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса найдем по формуле (2.135) [13]:

где – скорость газов в борове, м/с;

– эквивалентный диаметр борова, м;

– плотность дымовых газов при t_ср, кг/м³;

– динамическая вязкость газов при t_ср, Па ∙ с.

Эквивалентный диаметр борова определим по формуле для трубопроводов прямоугольного сечения [13]:

где – ширина борова, х = 2 м;

– глубина борова, у = 1,5 м;

.

Живое сечение борова:

.

Плотность дымовых газов при t_ср определим из найденной в расчете процесса горения плотности при нормальных условиях:

Скорость газов в борове:

Вязкость дымовых газов рассчитаем по свойству аддитивности, так как их динамические коэффициенты вязкости отличаются незначительно:

где – динамическая вязкость i-того компонента дымовых газов при t_ср [13];

– мольная доля i-того компонента дымовых газов.

Расчет вязкости дымовых газов приведен в табл.2.4. Мольные доли компонентов были найдены в расчете испарительного устройства.

Таблица 2.4

Расчет вязкости дымовых газов

Компо­нент		, Па ∙ с	, Па ∙ с
CO2	0,062	2,9	0,180
H2O	0,136	1,9	0,258
SO2	0,000006	2,3	0,00001
O2	0,065	3,3	0,216
N2	0,737	2,9	2,137
Сумма	1,000		2,790

Критерий Рейнольдса по формуле (2.135) равен:

Критерий Эйлера по формуле (2.134):

Так как критерий Эйлера является отношением гидравлического сопротивления к произведению плотности на квадрат скорости дымовых газов, то из него можно получить значение гидравлического сопротивления той части борова, в которой поток газов проходит через пучок тепловых труб:

Δp_б = Eu ∙ ρ ∙ w² = 447,924 Па. (2.141)

Для сравнения рассчитаем гидравлическое сопротивление данного участка борова, если на нем не установлен рекуператор [13]:

где – коэффициент трения, который определяется по следующим формулам:

• если Re ≤ 100000, тогда:

• если Re > 100000, тогда:

В данном случае коэффициент трения вычисляем по формуле (2.143):

Тогда гидравлическое сопротивление без рекуператора (формула (2.142)):