Тепловой баланс печи с подковообразным факелом Приход тепла

1. Теплота от горения топлива: Q_т^х = Q_н^р В, кВт.,

Где Q_н^р – теплотворная способность топлива, В – расход топлива на варку, м³/с.

2. Физическая теплота воздуха: Q_в^физ.. = L_д·t_в^. ·с_в·В, кВт,

Где L_д – расход воздуха на горение топлива, температура подогрева воздуха в регенераторе составляет 1000 – 1200 º С. Для определения теплосодержания воздуха пользуются it- диаграммой.

3. Тепло, вносимое шихтой и боем Qш + б = (Р_ш· С_ш· + Р_б·С_б·+ Р_н2о·С_н2о ) ·t, кВт,

Где: Р_ш –секундный расход шихты, кг/с, Р_б – секундный расход боя, Т температура загружаемых сырья м боя =50⁰С,С_ш , С_б, С_н2о - теплоемкости шихты, боя и влаги составляет соответственно (кДж/кг) -0,93, 0,75 и 4,19.

Для определения секундного расхода шихты (Р_ш) и секундного расхода боя (Р_б) надо знать % вводимого боя и расход шихты на 1 кг стекла (эти данные в контрольной работе заданы)

Пример: Производительность печи Р – 200 т/сутки, содержание стеклобоя – 25%, расход шихты 120 кг на 100 кг стекла.

Определяем секундную производительность печи, в данном примере она будет составлять 2,31 кг/с. Секундный расход боя (Р_б) будет составлять 2,31 • 0,25 = 0,58 кг/с. Остальную стекломассу (2,31 – 0,58 = 1,73 кг) мы должны сварить из шихты. Соответственно секундный расход шихты (Р_ш) будет составлять 1,73•120 / 100 = 2,08 кг/с.

Увлажняют только шихту (3-5% Н₂О), соответственно секундный расход влаги (Р_н2о) будет составлять 2,08 • 0,05 = 0,1 кг/с. Все расчеты ведем с точностью 0,01.

Расход тепла

1. Расход теплоты на стекловарение: Qст = Р_ш q_ш + Р_б q_б + Р_н2о q_н2о , кВт,

где q_ш – удельная теплота варки шихты, составляет 2008 кДж/кг

q_б – удельная теплота плавления стеклобоя, составляет 1832 кДж/кг

q_н2щ – удельная теплота парообразования, составляет 2500 кДж/кг

2. Потери теплоты излучением через загрузочный карман

Qизл = 5,67 • 10^-3 φ F_з.к. [( Т/100)⁴ – (Т _о.с./100)⁴], кВт, где с_ч - коэффициент излучения абсолютно черного тела, ε – степень черноты, φ- коэффициент диафрагмирования (для современных загрузочных карманов равен 1), F_з.к. – площадь загрузочного кармана, Т- температура газового пространства, излучающего теплоту, может быть принята на 50⁰С ниже температуры продуктов горения (t_п.г.т. = t_варки + 50), , t_о.с.- температура окружающей среды(принимается 60˚С.

3. Потери теплоты излучением через влеты горелок

Qизл =5,67 • 10^-3 φ F_вл.. [(Т_г^в/100)⁴ – (Т_кл./100)⁴], кВт, где φ- коэффициент диафрагмирования (=1), F_вл.. – суммарная площадь влетов горелок , Т_г^в - температура газовой среды варочной части, К принимается на 50⁰С выше уходящих продуктов горения, Т_кл..- средняя температура излучения задней стенки горелок

T_кл = [ 2,5 (t_п.г.т. – 50) + (t_варки -50)] / 3,5, ⁰С

4. Потери теплоты с продуктами горения топлива: Q_пгт = V_пгт· t_пгт с_пгт В, кВт. Для определения теплосодержания продуктов горения пользуются it- диаграммой.

5. Потери теплоты корпусом печи в зоне варки Q_корп = К (t_{газового потока} - t_{окр. среды})F. В контрольной работе задается в % от Q_т^х. кВт

6. Расход теплоты на нагрев стекломассы до температуры осветления

Qн = Р (t _освС_осв· - t _в·С_в·), кВт, где: Р –секундная производительность печи, кг/с, t - температуры варки и осветления, С_в и С_осв- теплоемкости стекломассы при температурах варки и осветления. Зависимость теплоемкости стекломассы от температуры выражается формулой

Сt = С₀ (1 + 0,00039 t) кДж/кг, гдеС₀ = 0,75 (как для стеклобоя)

7. Потери теплоты корпусом печи в зоне осветления Q_корп = К (t_{газового потока} - t_{окр. среды}) F, кВт. В контрольной работе задается в % от Q_т^х

8. Теплота, уносимая конвекционным потоком студочного цикла.

Q с.ц. = Gц ∆t С, где Gц - количество циркулирующей стекломассы Gц = К Рс ( К – коэффициент потока (для печей листового стекла принимается в диапазоне 4 – 8, а для проточных печей - 1 – 2), Рс – секундная производительность печи), ∆t- разность температур между прямым и обратным циклом = 100 - 150˚С, С – теплоемкость стекломассы выработочного цикла обычно принимается при1200-1300˚С.

Приход приравниваем к расходу и решаем относительно В

Определяем тепловой К.П.Д. η = (Qст + Qн) / Q_н^рВ

ВНИМАНИЕ: знак / - означает деление.