7-5. Регенераторы и рекуператоры для нагрева воздуха и газа 6

В отдельных случаях при более высоком подогреве воздуха (максимально до 800 °С) содержание хрома в чугуне увеличивается до 30%. Преимущество игольчатого рекуператора заключается в эффективной теплопередаче от дымовых газов к воздуху благодаря увеличению поверхности нагрева за счет большого количества игл, расположенных как с наружной, так и внутренней стороны труб, а также за счет усиления конвективной теплопередачи. Иглы имеют обтекаемую каплеобразную форму сечения (реже круглую - при конических иглах). Коэффициент теплопередачи, отнесенный к 1 м2 гладкой поверхности секции, называемой условной поверхностью нагрева, достигает 60 - 80 вт/(м2∙град).

Рис. 7-12. Секция игольчатого рекуператора (труба с иглами на наружной и внутренней сторонах).

Рис. 7-12. Секция игольчатого рекуператора (труба с иглами на наружной и внутренней сторонах).



Игольчатые рекуператоры компактны, что делает их удобными для установки. Недостаток их заключается в засоряемости наружной игольчатой поверхности золой, пылью и пр., а также в недостаточной плотности. Трубы игольчатых рекуператоров делаются длиной от 880 до 2150 мм. Соответственно условная поверхность нагрева одной трубы изменяется от 0,25 до 0,66 м2. Отдельные трубы соединяются между собой в секции при помощи соединительных чугунных реек.

Элементы чугунных рекуператоров с иглами с двух сторон могут применяться только при чистых дымовых газах. Если дымовые газы загрязнены сажистым углеродом, золой, пылью и т. п., то следует применять трубы с иглами только с внутренней стороны. Такие элементы разработаны Стальпроектом и выпускаются серийно. Греющие дымовые газы обтекают трубы снаружи, нагреваемый воздух проходит внутри труб. Оптимальные скорости, отнесенные к 0 °С и 760 мм рт. ст., принимаются: для дымовых газов wг0 = 3÷6 м/сек и для воздуха wв0 = 4÷10 м/сек. Коэффициенты теплопередачи зависят от скоростей дымовых газов и воздуха, а также от их температур и составляют примерно от 19 до 46 вт/(м2∙град) (в расчете на условную гладкую поверхность труб).

На трубах с односторонними иглами расстояния между центрами труб значительно меньше, чем у двусторонних труб, а потому в 1 м3 объема таких труб укладывается больше и, несмотря на видимый проигрыш в коэффициенте теплопередачи, габариты рекуператора (при прочих равных условиях) и их стоимость примерно одинаковы. Поверхность нагрева рекуператоров чаще всего включается по схеме «перекрестного противотока».