7-7. Регенеративные воздухоподогреватели, предлагаемые для высокотемпературного нагрева воздуха 4

Связь между поверхностью нагрева сыпучей насадки и ее объемом

Если принять, что насадка состоит из идеальных шариков с диаметром d_э, то количество шариков в ней при массе насадки G_т, кг, будет:

Полная наружная поверхность насадки:

Здесь F - полная поверхность насадки, м²; V_т - объем насадки (полный), м³; d_э - эквивалентный диаметр частицы, м (для шариков d_э = d, для других частиц можно принять d_э = 0.75d); ρ - плотность частиц, кг/м³; ε - порозность насыпного слоя, т. е. относительный свободный объем, заполненный газами, определяемый по формуле:

Здесь ρ_т - насыпная плотность насадки, кг/м³;

Объем, занимаемый частицами насадки:

Порозность для идеальных шариков ε = 0.5 = const, в других случаях она может изменяться в зависимости от формы частиц в больших пределах (ε = 0,4÷0,6).

Если считать, что в регенеративном теплообменнике для передачи необходимого количества тепла требуется поверхность F, м², а время пребывания частиц (время нагрева или охлаждения) обозначить τ, сек, то количество насадки, находящейся в аппарате, будет:

Откуда время пребывания частицы:

Поверхность F определяется по условиям теплообмена. Количество циклов (оборотов) будет: