Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

73-106.doc

Скачиваний:

Добавлен:

02.01.2020

Размер:

590.34 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 42 3 4 > Следующая >>>

2.3.3.1 Потери теплоты свободными участками бумажного полотна, (кДж/ч):

q₁ = 3,6ּF₆ּ ּ(t_б – t_в), (2.69)

где F_б – площадь боковой поверхности свободных участков бумажного полотна с двух сторон, м².

F_б = 2 · l · b · n_, (2.70)

где l – длина свободного участка бумаги между цилиндрами (1,1 ÷ 1,2 для цилиндров диаметром 1,5); b – ширина бумажного полотна, м; n – количество свободных участков (принимается равным количеству сушильных цилиндров); - коэффициент теплоотдачи бумаги, (Вт/ (м²ּс)); t_б - средняя температура полотна бумаги на свободных участках, равная средней температуре сушки, ⁰С; t_в – температура окружающей среды, ⁰С.

F_б = 2 · 1,2 · 4,25 · 60 = 612 м²

Вт/(м²ּс)

q₁ = 3,6 · 60,16 · 612 · (92 – 50) = 5566869,5 кДж/ч

2.3.3.2 Потери теплоты свободными участками сушильных сукон, (кДж/ч):

q₂ =3,6ּF_сּ (t_с – t_в), (2.71)

где F_с – площадь свободных участков сушильных сукон, м²; - коэффициент теплоотдачи сукнами воздуху, (Вт/(м² · ⁰С)); t_с – температура сушильных сукон на свободных участках (t_с ≈ t_б), ⁰С.

F_с = 2 · 1,2 · 4,25 · 12 = 122,40 м²

= Вт/( м² · ⁰С)

q₂ = 3,6 · 122,40 · 64,0 · (92 – 50) = 1184440,3 кДж/ч

2.3.3.3 Потери теплоты днищами бумагосушильных цилиндров,(кДж/ч). Условно принимаем, что сушильная группа разбита по подаче пара и отводу конденсата на три по n₁, n₂, n₃ цилиндров в группе:

, (2.72)

где d_б – диаметр бумагосушильного цилиндра, м; k – коэффициент теплопередачи пара воздуху через торцевую стенку цилиндра, (Вт/(м² · ⁰С)); t₁, t₂, t₃ – температура пара в сушильных группах, ⁰С.

Коэффициент теплопередачи k (Вт/(м² · ⁰С)) вычисляется по формуле:

k = , (2.73)

где α₁ – коэффициент теплопередачи от пара стенке сушильного цилиндра, (Вт/(м² · ⁰С));

δ – толщина торцевой стенки цилиндра, м; α₂ – коэффициент теплоотдачи от торцевой стенки цилиндра воздуху, (Вт/(м² · ⁰С)).

Вт/(м² · ⁰С)

кДж/ч

2.3.3.4 Потери теплоты днищами сукносушильных цилиндров,(кДж/ч):

q₄ = , (2.74)

где t_П – температура пара, ⁰С.

q₄ = кДж/ч

2.3.3.5 Потери теплоты открытой боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров,(кДж/ч): (2.75)

q₅ =

где β_б – коэффициент охвата сушильного цилиндра бумагой; β_с – коэффициент охвата сушильного цилиндра сукном; l_б – ширина бумаги (условно равна ширине бумаги на накате); l_у – ширина (длина) сушильного цилиндра; l_с – ширина сукна, м; t₁, t₂, t₃ – температура цилиндров в первой, второй и третьей сушильных зонах, ⁰С; k – коэффициент теплопередачи пара воздуху через боковую поверхность бумагосушильного цилиндра, (Вт/м² · ⁰С);

q₅ =

2.3.3.6 Потери теплоты открытой боковой поверхностью сукносушильного цилиндра:

q₆ = 3,6 d_cּ[(1– β_c)ּl_c + (l_y –l_c)]ּ(t_n – t_б)ּn_c, (2.76)

где k – коэффициент теплопередачи пара воздуху через боковую поверхность бумагосушильного цилиндра, (Вт/м² · ⁰С); d_с – диаметр сукносушильного цилиндра, м; β_с – коэффициент охвата сушильного цилиндра сукном; l_с – ширина сукна, м; l_у – ширина (длина) сушильного цилиндра.

q₆ = кДж/ч

2.3.3.7 Потери теплоты боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров, покрытой бумагой и сукном:

q₇ = , (2.77)

где β_б – коэффициент охвата сушильного цилиндра бумагой; d_б – диаметр бумагосушильного цилиндра, м; l_б – толщина бумаги, м; k – коэффициент теплопередачи пара воздуху через открытую боковую поверхность бумагосушильных цилиндров, покрытых бумагой и сукном, (Вт/(м² · ⁰С)).

k = , (2.78)

где - коэффициент теплопроводности бумаги, (Вт/м² ∙ ⁰С); δ_с – толщина сукна;

δ_б – толщина бумаги, м; δ – толщина торцевой стенки бумагосушильного цилиндра, м;

λ – коэффициент теплопроводности материала, цилиндра, (Вт/(м² ∙ ⁰С));

k = = 8,7 Вт/(м² ∙ ⁰С)

кДж/ч

2.3.3.8 Потери теплоты боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров, покрытых бумагой, но не покрытых сукнами:

, (2.79)

k = = 50 Вт/(м² ∙ ⁰С)

= =1164172,3кДж/ч

2.3.3.9 Потери теплоты боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров, покрытых сукном, но не бумагой, (кДж/ч):

, (2.80)

k = , (2.81)

k = =9,17 Вт/(м² ∙ ⁰С)

(кДж/ч)

2.3.3.10 Потери теплоты боковой поверхностью сукносушильных цилиндров, покрытых сукном, (кДж/ч):

, (2.82)

кДж/ч

Отсюда общие потери теплоты, (кДж/ч):

2.3.3.11 Общий расход теплоты

Q_общ = Q_пол + Q_пот, (2.83)

Q_общ = 57325464,94 + 26351112,30 = 83676577,3 кДж/ч

Термический КПД сушильной части:

Q_общ = , (2.84)

, (2.85)

= 69 %

2.3.3.12 Удельный расход теплоты

, (2.86)

где П_ч – часовая производительность БДМ.

кДж/кг

Зная скрытую теплоту парообразователя при давлении свежего пара можно рассчитать расход пара на 1 кг бумаги.

1) Удельный расход пара

, (2.87)

где I_n – энтальпия пара; I_k – энтальпия конденсата.

кг/м

2) Приняв потери пара в трубопроводе равным 5 %, получим фактический расход пара на 1 кг бумаги:

кг/кг кг/ч

2.3.4 Расчет вентиляции зала БДМ

Расчет сухого воздуха для удаления испаряющейся влаги, (кг/ч), определяется по формуле:

, (2.88)

где d_y, d_n – содержание влаги в 1 кг уходящего и поступающего воздуха при полном насыщении, г; φ_n, φ_y – относительная влажность поступающего и удаляемого воздуха; 1,1 – коэффициент, учитывающий испарение влаги в мокрой части БДМ; W – количество влаги, испаряющейся в сушильной части машины, кг/ч.

W = 22503,27 кг/ч

Параметры наружного воздуха:

Зима: t_н = - 15 ⁰С, φ_н = 0,8

Лето: t_н = 20 ⁰С, φ_н = 0,7

Параметры уходящего влажного воздуха:

t_у = 45 ⁰С φ_у = 65 %

кг/ч

Объем воздуха, подаваемого в зал БДМ, (м³/ч):

, (2.89)

где φ_t – плотность воздуха при температуре t, кг/м³.

Так плотность воздуха при полном насыщении и повышении температуры снижается, то объем воздуха, подаваемого в зал БДМ, меньше, чем удаляемого (летом примерно на 1 %, зимой на 20 – 25 %).

Плотность воздуха при температуре t можно определить из соотношения:

, (2.90)

где φ₀ – плотность воздуха при абсолютном нуле, равна 1,293 кг/м³_.

Т₀= 273⁰С

Т_t= 273+ t

кг/м³

Таким образом, количество требуемого воздуха составит:

Зимой кг/ч

Летом кг/ч

Баланс тепла в зале БДМ

2.3.4.1 Приход тепла

1) Тепло, отдаваемое паром, кДж/ч:

Q₁ , (2.91)

где Д – расход пара в сушильных цилиндрах; i_n – теплосодержание пара;

i_k– теплосодержание конденсата.

Q_прих = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅, (2.92)

Q_расх_. = Q₆ + Q₇+ Q₈ + Q₉, (2.93)

где Q₁ – теплота, отдаваемая паром; Q₂ – тепло, приносимое массой; Q₃ – тепло, приносимое свежей водой; Q₄ – тепло, приносимое в зал БДМ наружным воздухом; Q₅ – тепло, выделяющееся в результате трения частей механизмов; Q₆ – тепло, уносимое высушенной бумагой; Q₇ – тепло уносимое влажным воздухом; Q₈ – тепло, которое уносится сточными и оборотными водами, уходящими из зала БДМ; Q₉– тепло, теряемое зданием.

Q₁ = 39847,5 · (2724,06 – 551,15) = 86585031,23 кДж/ч

2) Тепло, приносимое массой, кДж/ч:

Q₂ = (G_б · С_б + W_н · С_в) · t_м, (2.94)

где G_б – количество волокна, поступающего на БДМ, кг/ч; С_б – удельная теплоемкость волокна; W_н – количество воды, поступающей с массой, кг/ч; С_в – удельная теплоемкость воды; t_м – температура бумажной массы.

= (8635,89 · 1,3 + 4,19 · 214524,37) · 10 = 9100837,6 кДж/ч

= (8635,89 · 1,3 + 4,19 · 214524,37) · 20 = 18201675,0 кДж/ч

3) Тепло, приносимое свежей водой, кДж/ч:

Q₃ = W · C_в · t_в, (2.95)

где W – количество свежей воды, кг/ч; t_в – температура воды, ⁰С.

= 134089,47 · 4,19 · 3 = 1685504,6 кДж/ч

= 134089,47 · 4,19 · 18 = 10113027,0 кДж/ч

4) Тепло, приносимое в зал БДМ наружным воздухом, кДж/ч:

Q₄ = L_n · I, (2.96)

где L_n – расход приходящего воздуха, кг/ч; I – теплосодержание наружного воздуха при

t_н = - 15 ⁰С.

Влагосодержание:

d_н = 0,00096 кг/к и φ_н = 0,8 – в зимний период,

при t_н = 20⁰С, φ_н = 0,7 и d_н = 0,0105 кг/к – летом.

I = (0,24 + 0,46 · d_н) · t_н + 595 · d_н, (2.97)

I₃ = (0,24 + 0,46 · 0,00096) · (-15) + 595 · 0,00096 = - 12,73 кДж/кг

I_л =(0,24 + 0,46 · 0,0105) · 20 + 595 · 0,0105 = 46,64 кДж/кг

Тогда:

= 599505,81 · (- 12,73) = - 7631708,96 кДж/ч

= 779640,85 · (46,64) = 36362449,24 кДж/ч

5) Тепло, выделяющееся в результате трения частей механизмов, кДж/ч:

Q₅ = 3600 · R · N, (2.98)

где R – коэффициент, указывающий какое количество механической энергии переходит в тепловую, R =0,15; N – суммарная мощность электродвигателей.

Q₅ = 3600 · 0,15 · 2500 = 1350000 кДж/ч

Общий приход составит:

Q_прих = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅,

Q ^з_прих = 86585031,2 + 9100837,6 + 1685504,6 + (-7631708,9) + 1350000 =

= 91089664,5 кДж/ч

Q ^л_прих = 86585031,2 + 18201675,0 + 10113027,0 + 36362449,2 + 1350000 =

= 152612182,4 кДж/ч

2.3.4.2 Расход тепла

1) Тепло, уносимое высушенной бумагой, кДж/ч:

Q₆ = (G_бС_б + W_бС_в) · t_б, (2.99)

где G_б – часовая выработка абсолютно сухой бумаги, кг/ч; t_б – температура бумаги перед холодильником, ⁰С; W_б – количество воды в бумаге, кг, W_б = 1000,5 кг; С_б – теплоемкость бумаги.