Файл: Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2024
Просмотров: 159
Скачиваний: 1
Для наглядности па рис. 117 приведена графическая схема про цесса. Определим параметры точки смешения топочных газов и ре циркулируемого теплоносителя, т. е. точки М из уравнения
|
^см |
|
7см |
/о |
|
|
|
|
Г/g |
/т — Iо |
|
|
— ---- — |
1000 = |
Д<7, |
||
|
<7см |
^2 |
|
|
|
где Aq — потери тепла |
в камере; по |
|
|||
ранее |
подсчитанному |
Aq=Hq = |
|
||
= 1390 ккал/кг. |
|
|
|
|
|
Уравнение (153) описывает про |
|
||||
цесс смешения топочных газов с воз |
|
||||
духом при изменении влагосодержа- |
|
||||
ния от dofl.o г/т (линия АМ\), а урав |
|
||||
нение |
(154)— действительный |
про |
|
||
цесс |
сушки в камере, |
т. |
е. линию |
|
|
СВМ. Решаем эти уравнения совме |
|
||||
стно |
относительно заданных |
пара |
|
||
метров: |
|
|
|
|
|
053)
(154)
6,5 |
7см- 7 , 5 |
(153а) |
|
|
|
|
||
68 — 6,5 |
|
312,3 — 7,5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
• 66,68 |
|
(154а) |
|
|
|
|
||
|
|
1000 = 1390. |
|
|
|
|
||
|
•50 |
|
|
|
|
|
|
|
Решая |
уравнение (154 а), |
полу |
|
|
|
|
||
чим |
|
|
|
|
Рис. |
117. |
Графическая |
|
/ см= |
138,18— 1,39 г/см. |
|
||||||
|
схема |
процесса |
|
|||||
Подставляя это значение в урав- ’ |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||
пение (153 а) |
и решив это уравнение |
г/см = |
25,5 |
г/кг. Тогда |
эн |
|||
относительно |
влагосодержаиия, |
получим |
||||||
тальпия смеси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ см = |
138,18— 1,43-25,5 = |
100,78 ккал/кг. |
|
||||
Используя формулу |
|
|
|
|
|
|||
|
|
7см |
0 ,2 4 /см + |
(595+ 0,47 /см) |
^см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 ’ |
|
|
подставляя |
полученные значения / см и г/См и решая |
уравнение |
от |
|||||
носительно температуры точки смешения, получим /См=340°С. За
тем находим: |
теплоносителя, |
выбрасываемого в атмосферу или |
|||
количество |
|||||
поступающего взамен |
из камеры |
смешения: |
|||
-ух - |
W |
1000 |
|
1000 |
= 6200 кг/’г, |
= |
152 |
||||
|
^ 2 |
^ С М |
|
'50 — 25,5 |
|
количество |
рециркулируемых |
газов, |
поступающих в камеру |
||
смешения: |
|
|
|
|
|
Z,p = |
Ац — Lyx = 114 000 — 6200 = |
108 400 кг/ч; |
|||
227
расход тепла на 1 кг испаренной влаги |
|
||
|
= £ух(/см — /о) |
6 2 0 0 (1 0 0 ,7 8 -7 ,5 ) |
ккал/кг\ |
4 |
W |
= 3810 |
|
152 |
|
||
общин расход тепла с учетом 15% потерь в трубопроводах и топке
\Уд |
152-3810 |
684 000 ккал/ч; |
|
<2 = 0,85 |
|
= |
|
0,85 |
|
||
удельный расход топлива на 1 |
м3 изделии |
||
|
<2 |
084 |
000 |
9уд — |
G |
|
1900 = 10,3 кг. |
7000 — |
7000- |
||
|
V |
|
200 |
Общин расход топлива, а также оборудование (топочные уст ройства, циркуляционные и вытяжные вентиляторы) рассчитывают согласно примерам, приведенным выше.
Расчет автоклава для совмещенного процесса запаривания и сушки изделий
Исходные данные (применительно к автоклаву Апрелевской базы
Теплопроекта). |
Вид |
изделия — известково-кремнеземистые |
плиты |
||
у = 225 кг/м3, |
размером |
1000X500X80 мм с начальной и конечной |
|||
влажностью ®i=400% |
и Ш2=30%. Рабочее давление в автоклаве |
||||
р = 7 ат, температура |
перегрева пара 250° С. Общая продолжитель |
||||
ность процесса |
23 ч, продолжительность периода |
подъема давления |
|||
1 ч, сброса давления |
3 |
ч. Диаметр автоклава |
2,6, длина |
19 м, |
|
объем 100 м3, |
вес 50 |
т; |
емкость автоклава по изделиям е = |
19,8 м3 |
|
при коэффициенте заполнения 19,8%. Вес транспортных устройств: платформ 7, контейнеров 8, форм 15 т, вес теплообменника 8 т. На
чальная температура корпуса |
автоклава |
1 = |
100° С, температура в |
цехе 20° С. |
|
|
Количество загружен |
Расход тепла в период подъема давления. |
|||
ных изделий по сухому весу |
|
|
|
^сух = еТ = |
19,8-225 = |
4450 кг. |
|
Количество испаряемой влаги |
|
|
|
W = Осух |
100 |
) |
= 4450 ^ = ^ |
16 500 кг. |
|
100 |
|
Среднее количество испаряемой влаги в период сушки:
W = |
W_ |
16 500 |
822,5 кг/ч. |
т |
20 |
||
Общее количество влаги в изделиях |
|
||
|
шг |
400 |
= 17 800 кг . |
W„ - Gcvx — |
= 4450 — |
||
у. |
100 |
100 |
|
Расходы тепла:
228
на нагрев воды
q tt = W „ (i„ — t Q) = 17 800 (169,6 — 20)= 2,6610е / с к а л ,
где / |
п — температура насыщенного пара п перегретой воды при |
р= 7 |
ат; |
на нагрев сухого материала |
|
д г = Gcyx см (i„ — /„) = 4450• 0,23 (169,6 — 20) = 0,153 • 10» к к а л , |
|
где ем — теплоемкость изделий; на нагрев контейнеров,, форм, платформ н теплообменников
q3 = |
Отр стр (/„ — t„) |
= 38 000-0,11 (169,6 — 20) = |
0,625-10° к к а л ; |
на нагрев корпуса автоклава |
|
||
q 3 = |
G3 c 3 ( /„ — /„) = |
50 000-0,11 (169,6— 100) = |
0,383-10° к к а л . |
Полный расход тепла в период подъема давления в автоклаве то сумме подсчитанных потерь составит:
?полн = 3,821-10° /с к а л .
Р а с х о д т е п л а в п е р и о д с у ш к и . П р и н и м а я с р е д н ю ю т е м п е р а т у р у ■ у х о д я щ е го и з а в т о к л а в а п е р е г р е т о го п а р а i j - x = 2 0 0 ° C , э н т а л ь п и ю п е р е г р е т о г о п а р а /п = 6 7 8 ,3 к к а л / к г , т е м п е р а т у р у к о р п у с а а в т о к л а в а и т р а н с п о р т н ы х у с т р о й с т в i T = 2 4 0 ° C , т е м п е р а т у р у т е п л о о б м е н
н и к а i TO = 3 4 0 ° C , т е п л о о т д а ю щ у ю |
п о в е р х н о с т ь |
а в т о к л а в а |
F а = |
= 179 ж 2, у д е л ь н у ю п о т е р ю т е п л а |
п о в е р х н о с т ь ю |
а в т о к л а в а |
q — |
= 2 0 0 к к а л / м 2 -ч (о п ы т н ы е д а н н ы е ) , с р е д н ю ю т е м п е р а т у р у н а гр е в а и з д е л и й <пз = 20 0 ° С , п о л у ч и м :
р а сх .о д т е п л а н а и с п а р е н и е в л а ги и п е р е гр е в п а р а |
|
||||
|
q i = w ( i n — / „ ) = 16 5 0 0 ( 6 7 8 ,3 — 1 6 9 ,6 ) = 8 ,3 7 - 1 0 ° к к а л ; |
||||
р а с х о д т е п л а н а н а г р е в с у х о й м а с с ы и з д е л и й |
|
||||
,q2 = |
Gcyx с и { tm — tn) = |
4 4 5 0 - 0 ,2 3 (2 0 0 — 1 6 9 ,6 ) = 0 , 0 2 7 - 1 0 ° к к а л ; |
|||
р а с х о д т е п л а н а н а г р е в |
т р а н с п о р т н ы х |
у с т р о й с т в и а в т о к л а в а |
|||
iq3 = |
GTp сТр (i-гр— i„) = |
80 000-0,11 (240 — 169,6) = |
0,630• 10° к кал .; |
||
р а с х о д т е п л а н а н а г р е в т е п л о о б м е н н и к а |
|
|
|||
= |
GT0 схо ( f T0 — i „ ) = |
8 0 0 0 ■0 ,1 1 (3 4 0 — |
1 6 9 ,6 ) = |
0 ,1 5 8 • 10° к к а л ; |
|
• п о т е р н т е п л а в о к р у ж а ю щ у ю с р е д у |
|
|
|||
|
q b = q F x = 2 0 0 - 1 7 9 - 2 0 = 0 ,7 7 2 - 1 0 ° к к а л . |
||||
О б щ и й р а с х о д т е п л а в п е р и о д с у ш к и р а в е н с у м м е п о д с ч и т а н |
|||||
н ы х р а с х о д о в |
|
|
|
|
|
|
|
l q = |
10-10° к к а л . |
|
|
С р е д н е ч а с о в о й р а с х о д т е п л а
10- 10°
q 4 = — = — — — = 0 ,5 3 - 1 0 ° к к а л .
Р а с ч е т м а к с и м а л ь н о г о р а с х о д а т е п л а в п е р и о д с у ш к и . Н а и б о л ь ш и й р а с х о д т е п л а п р о и с х о д и т в п е р и о д п о с т о я н н о й с к о р о с т и с у ш к и .
(.С о гл а с н о о п ы т н ы м д а н н ы м , к о л и ч е с т в о и с п а р я е м о й в л а г и в э т о т
229
период составляет №7мякс = 1500 кг/ч. Расход тепла на испарений этого количества воды и нагрев пара до 250° С
q' = l^nauc (t‘n— hi) = 1500 (683— 169,6) = 0,87-10° ккал/ч.
Среднечасовойрасход тепла на нагрев автоклава, транспорт ных устройств, потерь в окружающую среду п теплообменников
„ _ <7з + |
<74 + |
<75 _ |
0,63-10° + 0,772-10° + 0,158-10° _ |
9 ~ |
х |
~ |
19 |
|
|
- |
0,082 • 10° ккал/ ч. |
Максимальный расход тепла равен сумме подсчитанных расхо
дов:
Фмакс = Я' + q" = 0,862-10° ккал/ч.
Расчет циркуляционного контура. Сечение автоклава равно: Fa —
—0,785 -2,62 = 5,3; сечение пазух 0,88; рабочее сечение автоклава и транспортных устройств 4,42; сечение садки 1,82; живое сечение рабочей части 2,6 м2. Принимая среднюю скорость движения паро вой среды в рабочем сечении 1,9 м/сек, получаем общее количество циркулирующего перегретого пара:
Кп = 2,6-3600-1,9 = 18 000 м3/ч.
Скорость движения теплоносителя в пазухах
18 000 у.. 0,88-3600 = 5,8 м/сек.
Сопротивление циркуляционного тракта, согласно замерам, со ставляет 100 мм вод. сг. В качестве циркуляционного средства слу
жит турбина центробежного вентилятора |
(без обечайки) |
при |
п— |
|||||
= 1000 об/мин. К. п. д. |
такого |
вентилятора оцениваем в 25%. Мощ |
||||||
ность электродвигателя составит: |
|
|
|
|
|
|||
|
|
18 000-100 |
19,6 кет. |
|
|
|
||
|
|
3600-102-0,25 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем к |
установке |
электродвигатель |
N== 25 |
кет, |
п= |
|||
= 1500 об/мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет теплообменников. |
Схему размещения |
теплообменников |
||||||
в автоклаве и их конструкцию |
принимаем согласно рис. 104. |
|
||||||
Коэффициент конвективного теплообмена определяем из соот |
||||||||
ношений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nu = |
0,021 Re0'8 Рг”;-43 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
\1; ГСТ/ |
|
|
|
|
Re = |
цср ^ э к в |
NU: |
ad3 |
|
|
|
||
где цСр — средняя |
скорость пара; |
согласно расчету, скорость |
пара |
|||||
в пазухах 5,8 м/сек, а скорость в зазоре между контейнерами и теп лообменниками (по опытным данным) 2,8 м/сек;
2,8 + |
5,8 |
Jcp |
= 4,3 м/сек; |
230