Файл: Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 118

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Удельная теплота, внесенная шихтой и боем при 20° С ( t m , t б) и теплоемкостях сш и C q :

g 'm C m tm +

g ' ъ Ы ь = 0,98-0,93-20 + 0,246 х

X 0,75-20 = 22 кДж/кг.

Удельный расход тепла, необходимый для стеклова­

рения:

 

 

qc =

3158 — 22 =

3136 кДж/кг,

или поток тепла

на процесс

стекловарения ФС= 3136Х

X I,43=4485 кВт.

 

 

Согласно практическим данным, удельный расход теп­ ла на процесс стекловарения при использовании содовой

шихты (на 1 кг стекла) равен 2680 кДж/кг,

сульфат­

ной— 3180 кДж/кг.

 

 

 

2.

Поток тепла, теряемый с отходящими газами, Ф 0.г:

Ф 0.г = У о.гС оД о.г* = 2,14• 1,64• 1570.х =

5511

х кВт.

3.

Поток тепла, теряемый излучением,

Ф Изл ,

Вт:

 

ФИЗл

5,67ф/готв

Тг у

 

(24)

 

100 J

 

 

 

 

 

 

где 5,67 — коэффициент излучения (постоянная Больцмана) вВт/(м2Х ХК 4): Ф — коэффициент диафрагмирования (зависит от размеров от­ верстия и толщины кладки); определяется по графикам *; Т т и Г0.с— температура газов и окружающей среды в К; А0тв— площадь отвер­ стий: загрузочного кармана— 1 м2, горелок (суммарная) 11,5 м2, щели между зоной осветления и студочной частью печи 0,24 м2.

Тепловой поток через отверстие загрузочного кармана составит:

ФЙзл- 5,67-0,59-1

1570+ 273

/20 +

273 \ 41

 

 

100

 

/

V

ЮО

УJ

 

 

 

= 388 000 Вт =

388 кВт.

 

 

 

Поток излучения через

влеты горелок:

 

 

 

физл= 5,67-0,9-0,6-11,5

 

1520 +

273

1400 +

273

 

 

100

н

100

 

 

 

 

 

 

= 1 324 000

Вт =

1324

кВт.

 

 

 

‘ См. А. М. Б а р е н б о й м ,

Т. М.

Га л и е в а, Д. Б. Г и н з ­

б у р г и др. Тепловые расчеты

печей и

сушилок силикатной про­

мышленности. М., Стройиздат, 1964.

 


Поток тепла, теряемый излучением в студочную часть,

Ф 5

изл '

Физл— 5,67-0,9-0,24

1570 + 273 *

1200 + 273 \ *1

100

100

 

= 83 500 Вт = 83,5 кВт.

Итого поток тепла, теряемый излучением: физл= ф^зл+

+Ф ;зл+ Ф и"зл =388+1324+83,5=1795,5 кВт.

4.Поток тепла, теряемый с газами, выбивающимися из отверстий, Ф£тв :

определяем расход газов в м3/с:

1/0Гтв = 0,62/+

2gH Рв - Рг

(25)

где 0,62 — коэффициент сжатия струи; рв и рг — плотности окружа­ ющего воздуха и газов, выбивающихся из отверстий, в кг/м3, рас­ считываются с поправкой на температуру; Я — высота центра тяже­ сти отверстия над нейтральной линией, равная 0,8 м; F 0TB = 0,455 м2 (суммарная площадь отверстий).

V*т =0,62-0,455

2-9,81-0,8(11,8 — 1,8)

2,8 м3/с.

отв

>

*

 

1,8

 

Тогда

 

 

 

 

 

фг

Vr

с t = 2 , 8

273

1,64-1570 =

1030 кВт.

1570 + 273

отв

ОТВ

г

 

 

5. Поток тепла, теряемый в окружающую среду через

кладку печи, Ф™, в кВт:

 

 

 

 

=

ост (/вн- / нар)/+ т,

(26)

где Я,ст — коэффициент

теплопроводности материала кладки в

Вт/(м-°С); бот — ее толщина в м; (Вн и (нар— температура кладки на ее внутренней и наружной поверхности в °С; F Ct — площадь по­ верхности стенок в м2.

Параметры, входящие в формулу (26), в данном расчете характеризуются значениями, приведенными в табл. 15.

С неучтенными потерями (в размере 10%) Ф“ =

=2505+250 = 2755 кВт.

6.Поток тепла, теряемый с конвекционными потока­ ми стекломассы, Фк.п- В данном расчете исходят из рас­ пределения температур по глубине стекломассы (в со­ ответствии с данными непосредственных измерений, сде­ ланных в аналогичных печах, см. табл. 16).

197


Т а б л и ц а 15. Потери тепла в окружающую среду через кладку печи

 

 

О

 

 

Т еплоотдаю щ ие п оверх ­

 

о

 

 

 

5

 

О

ности и м атериал ,

S

 

 

из которого вы полнена

И

О

о

кл ад ка

 

о

о,

Н

н

X

 

аз

 

О

о

 

X

 

«о

 

 

 

П оверхностная п лотн ость теплового 1 по тока в ! В т /м 2

J3

2-S

В

О н

Ч о С ft.

Тепловой поток Ф , кВт

Дно бассейна (шамот)

0,3

1,11

1110

175

3 460

170

590

Стены

(бакор) . . .

0,3

3,1

1350

350

12 500

21,4

268

Стены

(шамот) . . .

0,4

1,23

1300

180

3 400

66,2

225

Стены

(динас) . . .

0,5

1,43

1450

185

3 640

50

182

Свод (динас) . . . .

0, 3

1,43

1500

260

6 150

186

1145

Торцовая

стена (ди­

0,5

1,43

1450

180

3 770

24

95

нас) . .............................

И т о г о

 

.......................................................

 

 

 

 

 

 

2505

Т а б л и ц а

16. Распределение

температур

по

глубине

стекломассы

У ровень ниж е

Тем пература стекломассы

варочной части в °С

зеркала

стекл о ­

(зо н а максимальных

массы

Н> м

тем ператур )

 

 

Т ем пература стекломассы t 2 в студочной части в °С (зон а низких тем ператур )

0

1400

1280

0,4

1280

1180

0,8

1175

1135

1,2

1100

1090

Толщина hi, м верхнего конвекционного потока стек­ ломассы, движущегося из варочной части бассейна встудочную:

(27)

■<

где Н — толщина слоя стекломассы в бассейне в м; р' и ц" — сред­ ние значения динамической вязкости стекломассы соответственно

в верхнем и нижнем потоках в Па-с; 1 1 и f2— средние температуры

стекломассы на глубине 400 мм, т. е. примерно на глубине верхнего конвекционного потока, соответственно в зонах максимальных и ми­

нимальных температур в °С; t и /2 — то же, для нижнего конвек­ ционного потока.

198


t\_

1400 + 1280

1340 °C;

/; =

1280+ 1175+ 1100

 

 

 

 

3

 

 

 

= 1185°C;

 

 

Ч ~

1280+ 1180

12зо°С;

t; =

1180+ 1135 +

1090

 

 

 

 

3

 

 

 

= 1135 PC;

 

 

 

hi

1,2

 

= 0,35

m.

 

 

 

 

 

5-116,2 (1340 — 1230)

 

1+

37,7 (1185— 1135)

 

Расход стекломассы, переносимой конвекционными потоками из варочной части бассейна в студочную, в кг/с:

 

1222В ( t[ —

t2) h jp c

ёк -П

 

(28)

 

3600ц' l

где В и I — ширина и длина потока в м; рс — плотность стекломассы в кг/м3;

1222-5 (1340— 1230) 0,35«-2317 = 8 кг с.

3600-37,7-25

Поток тепла, переносимый конвекционными потоками стекломассы из варочной части бассейна в студочную:

ф в_с= gK:ncctc = 8 ■1,275 • 1300= 13 000 кВт.

То же, в обратном направлении:

ф с_в = 8- 1,22-1200 = 11 700 кВт.

Поток тепла, теряемый с конвекционными потоками стекломассы в студочной части:

Ф к .п = Ф в - с — Ф с - в = 13 000 — 11 700 = 1300 кВт.

Уравнение расходной части теплового баланса:

Ф с + Ф о .г + Фиал + Фотв + ф “ с + Ф К-п =

= 4485 + 551+ 1795,5+ 1030 + 2755+ 1300 =

= 11365,5 + 5511х.

199


gТ а б л и ц а 17. Сводный тепловой баланс

Приход тепла

 

статья

в кВт

в %

1.

Тепловой поток, образующийся

 

 

при сгорании топлива, 5685X3,12 . .

17 750

62,2

2.

Поток физического тепла, вноси-

4 185

14,6

мый

подогретым топливом, 134IX

Х3 . 1 2 ......................................................

3.Поток физического тепла, вноси­ мый воздухом, подогретым в регене-

раторах, 2046X3,12 .............................

6 385

22,5

4. Поток физического тепла возду-

220

0,7

ха, поступающего из студочной части

В с е г о ...................

28 540

100

Р ас х о д теп ла

 

 

статья

 

в кВт

а 0/

 

 

 

*» /О

1.

Поток тепла на стекловарение .

4 485

15,5

2.

Поток

тепла

с

отходящими

17 194

60

газами 5511X3,12..................................

 

 

3.

Поток

тепла

излучением через

1795,5

6,6

открытые отверстия.............................

 

4. Поток тепла с газами, выбч-

1030

3,7

Бающимися

из отверстий...................

5.

Поток

тепла

в

окружающую

2 /55

9,6

среду через

стенки

печи ...................

6. Поток тепла с конвекционными

1 300

4,6

потоками стекломассы...................

 

 

 

В с е г о . . . .

28 560

100