Тепловой баланс зоны охлаждения

Целью составления теплового баланса зоны охлаждения является определение объема воздуха для охлаждения обожженных изделий (V_вз^охл. )

Статьи прихода тепла:

1. Теплота, выносимая обожженными изделиями из зоны обжига в зону охлаждения:

Q₁^пр=Q^р_1з.обж=8393453,64 кдж/час.

2. Теплота, вносимая транспортом из зоны обжига в зону охлаждения:

Q₂^пр=Q^р_2з.обж=1948115,62 кдж/час.

Статьи расхода тепла:

1. Теплота, выносимая изделием из печи:

Q₁^р=G^об_изд*C^к_изд*t^к_изд=6868,62*50*0,855=293633,51 кдж/час,

2. Потери теплоты через ограждающие конструкции. Эти потери рассчитаны с помощью ЭВМ по программе. Эта теплота равна:

Q₂^р=142130,9 кдж/час.

3. Потери теплоты через под вагонеток. Эта величина также рассчитывается с помощью ЭВМ. Она равна:

Q₃^р =154015 кдж/час

4. Теплота выносимая из печи транспортными устройствами:

Q₄^р=(c_i*m_i*t_iфут+c_мк*m_мк*t_ваг)

Q₄^р=(0,93*1352*80+0,938*5120*110+0,46*2200*60)=323991,86 кдж/час.

5. Теплота, уносимая воздухом из зоны охлаждения в зоны подогрева и обжига:

Q₅^р=m*V₂*C_в^з.охл*t_в^з.охл*х

m – доля, подогретого воздуха идущего на горение.

Q₅^р= 0,25*11,15*1,316*750*х =!»!!!!! кдж/час.

6. Теплота, отводимая в сторону с воздухом:

Q₆^р=(V_в^з.охл* - 0,25*11,15*х) C_в^з.охл*t_в^з.охл* =V_в^з.охл*1,3849*350*0,873=

=!!!!*V_в^з.охл кдж/час.

7. Неучтенные потери:

Q₇^р=0,04*Q₁^пр=0,04*8393453,64=335738,15 кдж/час,

Приравниваем статьи прихода и расхода, и выразив объем воздуха, найдем его:

Q^пр=8393453,64+1948115,62=10341569,26 кдж/час,

Q^р=293633,51+142130,9+154015+323991,86+61,56*V_в^з.охл+

+423,16*V_в^з.охл+335738,1=484,72*V_в^з.охл+1249509,42

10341569,26=484,72*V_в^з.охл+1249509,42

9092059,84=484,72*V_в^з.охл

V_в^з.охл=18757,34 м³/час.

Сведем тепловой баланс зоны охлаждения в табл. 9.8.

Таблица 9.8. Тепловой баланс зоны охлаждения.

Приход			Расход
Статья	кдж/час	%	Статья	кдж/час	%
Тепло вносимое с обожженными изделиями	8393453,64	81,16	Тепло выносимое изделиями из печи	293633,51	2,84
Тепло вносимое транспортом	1948115,62	18,84	Потери тепла, через ограждающие конструкции	142130,9	1,37
			Потери тепла, через под вагонетки	154015	1,49
			Тепло, выносимое транспортом	323991,86	3,13
			Тепло, выносимое воздухом из зоны охлаждения в зону подогрева и обжига	1154701,85	11,16
			Тепло, отводимое на сторону с воздухом	7937355,99	76,75
			Неучтенные потери	335738,15	3,26
Σ	10341569,26	100	Σ	10341567,26	100

Невязка баланса составляет:

Н = (10341569,26-10341567,26)*100/10341567,26=1,93*10^-5%

Величина невязки баланса не превышает допустимой погрешности (менее 2%).

Составляем сводный тепловой баланс печи. Тепловой баланс печи представлен в табл. 9.9.

Таблица 9.9. Сводный тепловой баланс печи.

Приход теплоты			Расход теплоты
Наименование статьи	Количество теплоты		Наименование статьи	Количество теплоты
	кдж/час	%		кдж/час	%
Теплота, вносимая сгорающим	10563691,6	67,96	Теплота, затрачиваемая на испарение влаги материала	369600,00	2,38
Теплота вносимая атмосферным воздухом	914356,52	5,88	Теплота затрачиваемая на химические реакции	3420565,90	21,99
Теплота вносимая изделиями	358778,61	2,30	теплота уносимая из печи дымовыми газами	524012,87	3,37
Теплота вносимая транспортом	269998,82	1,74	Теплота теряемая через ограждения конструкции	385214,4	2,48
Зола-унос	3437931,21	22,12	Теплота теряемая через под вагонетки	388264,00	2,50
			Теплота отводимая на сторону	7939355,99	51,02
			Теплота выносимая изделиями из печи	293633,51	1,89
			Теплота, выносимая транспортом из печи	323991,86	2,08
			Неучтенные потери	758285,81	4,87
			Теплота, уносимая воздухом из зоны охлаждения	1154701,85	7,42
∑	15544756,76	100	∑	15555626,19	100
Невязка составляет 0,6 %

Рассчитываем коэффициент полезного действия:

η_п=Q_пол/Q_зат4р*100%=(Q^р_2з.обж+Q^р_3з.обж)/Q^пр_1з.обж*100%= =(369600+3420565,9)/10563691,6*100%=35,88%

Эффективность работы установки можно определить по удельному расходу топлива на единицу продукции:

q_уд=X/G^об_изд*1000=308/6868,62*1000=44,84 м³/1000кг.

Удельный расход топлива на 1000 шт.

, кг

условного топлива на 1000 шт. Кирпича.

Расчет аэродинамических параметров

Рассчитываем объем продуктов горения, которые образуются при сжигании 1м³ топлива:

5*V₂*x+V^ф_Н2О+V²_Н2О+V_СО2=5*12,153*308+183,88+361,84+155,59=19233,01

V_Н2О=G^об_изд/0,804=147,84/0,804=183,88

V_Н2О=G^об_изд*m_Al2O3*М_Н2О/М_Al2O3=6868,62*0,12*36/102=361,84 м³,

V_СО2=G^об_изд*m_СаO*М_СО2/М_СаО=6868,62*0,057*44/56=155,59 м³.

Количество топлива, сжигаемое в печи за 1 час: х=308 м³/час.

Температура уходящих газов: t=100⁰С.

Объем холодного воздуха, поступающего в зону охлаждения за 1 час:

V^з.охл=18757,34 м³/час.

Составляем таблицу аэродинамических сопротивлений дымовых газов.

Расчет вентилятора

1. Полное давление, создаваемое вентиляторам:

h_t=(1,2/1,4)*h_пот=1,3*348,285=452,77 Н/м²

2. Производительность вентилятора:

V_t=V_ух*3600=5,34*3600=19233,01 м³/час.

3. По нанограмме выбираем вентилятор низкого давления ВРН№10, условное число А=6500,

η_в(КПД)=0,65

4. Число оборотов:

n=A/N=6500/10=650 об/мин.

5. Мощность на валу электродвигателя:

N_дв=V_t* h_t/3600*1000* η_в*η_n, где

η_в – КПД вентилятора,

η_n – КПД передачи, η_n=0,98

N_дв=19233,01*452,77/3600*1000*0,65*0,98=3,79 кВт.

6. Установочная мощность электродвигателя:

N_ус.=К*N_дв, где

К – коэффициент запаса мощности двигателя на пусковой момент, К=1,15,

N_уст=1,15*3,79=4,359 кВт.

Расчет дымовой трубы

Принимаем ориентировочную высоту трубы равной 50 метров.

Для этой высоты температура дымовых газов уменьшается на Δt=0,5 ⁰С/м.

Температура газов у устья трубы:

t_у=t_осн-H*Δt=100-50*0,5=75 ⁰C

средняя температура газов в трубе:

t_ср=100+25/2=87,5 ⁰C

Определяем среднюю газа и окружающего воздуха, принимая для продуктов горения ρ₀=1,3 кг/м³

ρ_t^газ=1,3/(1+87,5/273)=0,98 кг/м³

ρ_t^возд=1,29/(1+20/273)=1,2 кг/м³

Находим диаметр устья трубы, принимая скорость W₀=4 м/с:

м

Диаметр основания трубы равен:

D_ср=(D_осн+D_у)/2=(1,37+0,91)/2=1,14 м.

Находим среднюю скорость газов в трубе:

W=V/0.785*D=

Δh_р=H*g*(ρ_t^в-ρ_t²)-λ*H/D_ср*W⁰_ср²/2*ρ₀(1+βt_ср)-ξ*W⁰_ср²/2(1+βt_у)*55.44=

=Н*9,81*(1,2-1,06)-0,05*Н/1,14*1,56²/2*1,3(1+87,5/273)-1,06*2,56²/2*1,3(1+25/273)

Н=49,05

Таким образом, предполагаемая высота трубы достаточно близка к полученной. Конструктивно принимаем высоту дымовой трубы Н=50 м.