1. Материальный баланс ту

Материальные балансы. В основу материальных балансов положен закон сохранения массы. По этому закону масса поступающих исходных продуктов в тепловую установку ∑G_H должна быть равна массе конечных, выгружаемых продуктов ∑G_K:

∑G_H = ∑G_K

В реальных условиях появляются необратимые потери, например потери: при транспортировке массы, при испарении влаги, за счет газовыделения, за счет того, что химические реакции проходят не до конца, и т. д. Обозначив необратимые потери через ∑G_п, получим уравнение материального баланса в окончательном виде

∑G_H = ∑G_K+ ∑G_П. (1.6)

Материальный баланс составляют для всего процесса в целом или для отдельных его частей, по всем компонентам материалов, участвующих в процессе, или по какому-то одному. Величину, на которую составляют ма­териальный баланс, называют базой баланса. При составлении материальных балансов необходимо учитывать время, например материальный баланс составляют на 1 ч, сут. и т. п. Для периодически работающих установок материальный баланс составляют либо на один цикл работы установки, либо на единицу массы исходных или конечных материалов.

2. Энергетический баланс Т У Энергетически балансы. Тепловые процессы в технологии строительных материалов и изделий связаны с затратой различных видов энергии. По закону сохранения энергии колич-во энергии, введенной в процесс, равно кол-ву полученному в рез-те процесса.

Рассмотрим непрерывное установившееся с одинаковой скоростью движение материала по тепловой установке-вращающиеся печи точка а-вход, б-выход.

Единица массы материала, входящего в установку в точке а, обладает следующими параметрами: внутренней энергией Е_а, кинетической энергией (КЕ)_а, потенциальной энергией (РЕ)_а. На участке аб единице массы материала передается определенное количество тепла Q и в процессе переработки в единице массы материала за счет химических реакций выделяется или поглощается тепловая энергия Q_x.

привода Л„. В установ­ке рассеивается тепловая энергия (потери в окружающую среду) Q_c. На выходе из установки, в точке б, единица массы материала обладает соответственно параметрами: Ец; (КЕ)(,\ (РЕ) б и единица массы материала совершает работу при передвижении из точки а в точку б — А_м .

Тогда по закону сохранения энергии величина энергии может записаться в виде уравнение энергетического баланса: Е_а + (КЕ)_а + (РЕ)_а + Q + Q_x+A_п = E₆ + (КЕ)_б + (PE)₆ + A_м + Q_c. где

A_п – затрачиваемая работа для перемещения единицы массы материала из точки а в точку б.

Если пренебречь потенциальной и кинетической энергией единицы массы материала, работой, затрачиваемой на ее перемещение, ее работой и считать, что внутренняя энергия системы изменяется только за счет нагрева или охлаждения материала, то получим уравнение энергетического баланса в виде ∑Q = 0.

3. Тепловой баланс ту

Уравнение теплового баланса принято записывать в

∑Q_H=∑Q_К+∑Q_П , где ∑Q_H = Q1 + Q2.+Q3 — теплота, введенная в установку; ∑Q_K= Q_k¹ + Q_k²— теплота, отводимая из установки; ∑Q_П — теплота, те­ряемая при ведении процесса (потери через ограждающие конструк­ции); Q1 — теплота, вносимая материалом и транспортом; Q2 — теп­лота, подаваемая на процесс тепловой обработки; Q3 — теплота хи­мических реакций; Q_K¹—теплота, удаляемая из установки с готовой продукцией и транспортом; Q_K²- теплота, отводимая с отработан­ным теплоносителем.

Тепловой баланс так же, как материальный, состав­ляют на всю установку, в которой ведется процесс, за единицу времени, или на ее часть, или на единицу мас­сы перерабатываемого материала. Тепловой баланс для периодических установок составляют на цикл работы.

На основании решения уравнения теплового баланса находят необходимый расход теплоты

Q₂ = ∑Q_K + ∑Q_П- Q1±Q₃. (1.П)

Далее определяют расход теплоты Qуд — расход теп­лоты на единицу массы G_M перерабатываемого мате­риала

Qуд = Q₂/G_m

Затем определяют удельные расходы условного Р_ус и натурального Р_н топлива

Р_ус= Q_уд/ Q_у^p Р_н= Q_уд/ Q_н^р

где Q_y—теплотворность условного топлива; Q_н^р — теплотворность натурального топлива.

Удельные расходы теплоты и топлива служат основным экономическим показателем работы тепловых установок.