Быстрый поиск

Дипломная работа: Вибір та обґрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги

Розрахунок втрат теплоти проводимо по зонах печі:

Приклад розрахунку для зони підігріву

Qвироб = 0,34·(0,9426·400-0,8423·20)=122,46 кВт

Дані інших розрахунків зведені в таблицю 3.8.

Таблиця 3.8 - Кількість теплоти, яка витрачається при нагріві та охолодженні виробів

Зона печі	Температура, ºC		Теплоємкість, кДж/(кг/град)		Кількість теплоти, кВт
Зона печі	початкова	кінцева	початкова	кінцева	Кількість теплоти, кВт
На вході в піч	20	400	0,8423	0,9426	122,46
Зона підігріву	400	1070	0,9426	1,1195	279,08
Зона випалу	1070	1070	1,1195	1,1195	0
Зона охолодження	1070	200	1,1195	0,8898	-346,76
На виході з печі	200	20	0,8898	0,8423	-54,78

3.4.4 Тепловий баланс зони підігріву та випалу

3.4.4.1 Прибуток теплоти

Хімічна теплота горіння палива, кВт:

(3.13)

де В- витрати палива, м³/с.

Теплоту, що вносить паливо не враховуємо так як газ надходить не підігрітим.

Теплоту, що вносить повітря, яке надходить на горіння палива, розраховуємо за формулою, кВт:

Qпов =L'α·iпов (3.14)

де L'α - дійсна кількість атмосферного повітря, що витрачається на спалювання палива, м³/м³;

iпов - тепловміст (ентальпія) атмосферного повітря, кДж/м³ при його температурі, tпов=20ºC.

Qпов = 17,945·26,04·В=467,29 В

Теплота підігріву повітря, яке відсмоктується з зони підігріву, кВт:

Qпідс= (-α)·L'о·іпов·В (3.15)

де - коефіцієнт витрат повітря у підходящих димових газів зони підігріву, =3;

іпов - ентальпія повітря, яке відсмоктується з зони підігріву при середній температурі зовнішній поверхні стін в зоні підігріву, tсер=55ºC

Qпідс= (3-1,77)·10,14·71,6·В=893·В кВт

Фізична теплота сирцю, який входить у піч, кВт:

Qвир=122,46 кВт

Загальний прибуток теплоти в зонах підігріву та випалу:

Qзаг = Qхтп+Qпов+Qпідс+Qвир, кВт

Qзаг=37630,29·В+467,29·В+893·В+122,46=38990,58·В+122,46 кВт

3.4.4.2 Видаток теплоти

Фізична теплота, яка з матеріалом надходить в зону охолодження (з табл.3.8).

Qвироб = 122,46+279,08=401,54 кВт

Втрати тепла з продуктами горіння визначаються за формулою, кВт:

Qдим=Vдим·ідим=B·[Vо+(-1)·Lо']·ідим, (3.16)

де ідим - ентальпія продуктів горіння розрахована за процентним вмістом компонентів димової суміші (α=3) та по їх ентальпії при температурі підходящих газів, тобто при 300ºC.

ідим=558,9·0,034+462,7·0,0807+391,9·0,752+407·0,1332=405,26кДж/м³

Qдим=В·[11,183+(3-1)·10,14]·405,26=12750,69·В кВт

Теплота, яка витрачається на хімічні реакції при випалі виробів:

Розрахунок проводимо за формулою, кВт

Qхім=qх·Gх, (3.17)

де qх - теплота, яка витрачається на фізико-хімічні процеси 1 кг вихідної хімічної речовини в невипаленому продукті, кДж/кг (для Al2O3 qх=2090)

Gх - витрати вихідної хімічної речовини в матеріалі, який завантажують в піч, кг/с (склад маси на суху речовину: глина - 70%, вміст Al2O3 в глині - 28,0%)

Gх=0,34·0,28·0,7=0,06664 кг/с

Qхім=2090·0,06664=139,28 кВт

Втрати теплоти в навколишній простір (через огородження печі).

Підсумовуємо витрати теплоти крізь склепіння, стіни та під за даними табл.3.6.

Qогор = 6,76+7,19+11,17+11,83+10,18+12,56+34,14+23,71=117,54 кВт

Втрати теплоти через вхідну щілину розраховуємо за формулою, Вт:

(3.18)

де F- площа щілини, м²;

φ - коефіцієнт діафрагмування (визначається за графіком в залежності від співвідношення еквівалентного діаметру щілини до товщини стінки);

τ - час відкриття вікна, τ=1

тоді φ=0,77

Тпр- температура простору, К;

Тнавк- температура навколишнього середовища, К;

5,67 - величина коефіцієнту випромінювання абсолютно чорного тіла (Со=5,67 Вт/м²·град)

Вт = 4,0 кВт

Підсумовуємо втрати тепла через ролики за даними таблиці 3.7.

Qр=1,3+4,31+5,89=11,5 кВт

Визначаємо загальний видаток теплоти в зонах випалу та підігріву:

Qзаг=Qвир+Qдим+Qхім+Qогор+Qр+Qщ, кВт

Qзаг=401,54+12750,69·В+139,28+117,54+11,5+4,0=12750,69·В+673,86 кВт

Прирівнюємо прибуток до витрат та визначаємо витрати палива В:

38990,58·В+122,46=12750,69·В+673,86

26239,89·В=551,4

В=0,021 м³/с

Витрати умовного палива на одиницю продукції:

кг/кг виробу або 7,9%

За отриманими результатами складаємо таблицю теплового балансу зон підігріву та випалу (табл. 3.9).

Таблиця 3.9 - Тепловий баланс зони підігріву та випалу

Найменування статей	кВт	%
Прибуток теплоти
Теплота горіння палива	790,24	83,99
Теплота повітря, що йде на горіння	9,81	1,04
Теплота повітря, що відсмоктується із зони підігріву	18,75	1,99
Теплота сирцю, що входить в піч	122,46	13,01
Разом	941,26	100
Видаток теплоти
Теплота, що відходить з матеріалами в зону охолодження	401,54	42,66
Втрати теплоти з продуктами горіння	267,76	28,45
Теплота, яка витрачається на хімічні реакції при випалі виробів	139,28	14,80
Втрати тепла через огородження	117,54	12,49
Втрати тепла крізь щілину	4,0	0,42
Втрати тепла крізь ролики	11,5	1,22
Непогодженість	- 0,36	-0,04
Разом	941,26	100