Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Составление и решение теплового баланса.

Статьи прихода тепла

1. Приход тепла со стеклом – Q_стек.

Q_стек. = (G / 3600) · t₂₀ · С₂₀, кВт,

где G – часовая производительность печи, шт/час

С₂₀ – теплоемкость при t = 20, кДж /(кг · К) находим по формуле

С₂₀ = С₀ · (1 + 0,00039 · t),

где С₀ – 0,8 кДж / (кг · К)

С₂₀ = 0,8 · (1 + 0,00039 · 20) = 0,8062 кДж / (кг · К)

Q_стек. = (860/ 3600) · 20 · 0,8062 = 3,85 кВт

2. Приход тепла от электронагревателя, Q_эл., кВт

Статьи расхода тепла

1. Расход тепла со стеклом Q_ст., кВт рассчитываем по формуле

Q_ст. = (G /3600) · с_к · t_кон,

где с_к – теплоемкость при t_кон = 740 ⁰С

с_к = 0,8 (1 + 0,00039 · t)

с_к = 0,8 (1 + 0,00039 · 740) = 1,03 кДж / (кг · К)

Q_стек. = (860 / 3600) · 740 · 1,03 = 182,08 кВт

2. Потери тепла через торцы валиков Q_вал. , кВт определяем по формуле

Q_вал. = 0,1 · Q_эл, кВт

3. Потери тепла через отверстия, Q_отв., кВт

а) с выбивающим горячим воздухом.

Площадь отверстия F_отв., м² определяется по формуле

F_отв. = h_отв. · в_тун.,

где h_отв. – высота отверстия; h_отв. = 0,05 м

в_тун – ширина внутренней части туннеля печи, м

F_отв. = 0,05 · 3,3 = 0,165 м²

Объем воздуха, выбивающегося через отверстия, V_возд. м³ определяется

по формуле:

V_возд. = 2,74 · 2 · F_отв · ,

где Н – высота от линии нулевого давления до середины отверстия

Н = 25 мм = 0,025 м.

r_возд. = 1,29 кг/м^{3 –} плотность воздуха, при t = 0 ⁰С

Плотность воздуха, r_возд. кг/м³ при t_печи = 740,8 ⁰С, рассчитываем по формуле:

r_возд.^печи = 1,29 · 273 / (273 + t_печи)

r_возд.^печи = 1,29 · 273 /(273 + 740,8) = 0,34 кг/м³

r_возд.⁴⁰⁰ = 1,29 · 273 / (273 + 400) = 0,523 кг/м³

V_возд. = 2,74 · 2 · 0,165 · = 0,025м²,

Энтальпия атмосферного воздуха, i_возд, кДж/м³ рассчитываем по формуле:

i_воз. = 1,526 · t_печи – 81,162

i_воз. = 1,526 · 740,8- 81,162 = 1044,8 кДж/м³

Потери тепла через отверстия Q_отв, кВт рассчитываем по формуле

Q_отв. = V_воз. · i_воз. · 10^-3;

Q_отв. = 0,025 · 1044,8 · 10^-3 = 0,026 кВт

б) Потери тепла излучением, Q_луч, кВт рассчитываем по формуле

Q_луч = q_луч · 2 · h_отв. · В_{внутр. ч. тун} · 10^-3, кВт

где q_луч = 5,67 · e [(Т_печи /100)⁴ – (Т_цех / 100)⁴] · j,

j - коэффициент диафрогмирования. Для узкого отверстия принимаем j =0,15

e - степень черноты, e = 0,9

q_луч = 5,67 · 0,9 · [((740,8 + 273)/ 100)⁴ – (20 + 273) / 100)⁴] · 0,15 = 8003,9 Вт/м²

Q_луч =8003,9 · 2 · 0,05 · 3,3· 10^-3 = 2,64 кВт

4) Потери тепла через торцевые стенки, Q_{торц. ст}, кВт, рассчитывается

по формуле:

Q_{торц. ст} = 2 · F_тор.ст. · q_бок.ст. · 10^-3, кВт

где F_тор.ст. – площадь торцевой стенки, м² определяется по формуле

F_{торц. ст.} = В_печи · Н_печи - F_отв.,

где В_печи – ширина печи, В_печи = 4,9 м

Н_печи – высота печи, Н_печи = 2,2 м

F_{торц. ст.} = 4,9 · 2,2 – 0,165 = 10,6м²

q_бок.ст. = q₂ = 439,5 кВт

Q_{торц. ст} = 2 · 10,6 · 439,5 · 10^-3 = 9,3 кВт

5) Потери тепла через кладку

а) потери тепла через боковые стены, Q_{бок. стен.}, кВт рассчитываем по формуле

Q_{бок. стен.} = 2 · F_нар · q · 10^-3, кВт

где F_нар – площадь наружной боковой стенки, м², рассчитываем по формуле

F_нар = L_печи · Н_печи,

где L_печи – длина печи = 5,8 м;

F_нар. = 5,8 · 2,2 = 12,76 м²

Q_{бок. стен.} = 2 · 12,76 · 439,5 · 10^-3 = 11,2 кВт

б) Потери тепла через свод Q_свод, кВт рассчитываем по формуле

Q_свод = F_свод · q_свод · 10^-3, кВт

где F_свод – площадь свода, м², рассчитываем по формуле

F_свод = В_печи · L_печи

F_свод = 4,9 · 5,8 = 28,42 м²

q_свод = (t_вн – t_цех)/(1/a₁ + d₁ /l₁ + d₂ / + 1 /a₂), Вт/м²

Кладка печи состоит из двух слоев:

1-ый слой – плотный шамот d₁= 0,65м

2-ой слой– минеральная вата d₂= 0,15м

l₁= 0,7 + 0,00064 · t

l₁= 0,7 + 0,00064 · 740,8 = 1,17 Вт/(м · К)

l₂= 0,065 + 0,00035 · t

l₂= 0,065 + 0,00035 · 20 = 0,072 Вт/(м · К)

a₁ = К _. + 5,67 · e [(Т_печи /100) ⁴ – (Т_ст / 100)⁴] / (t_печи- t_ст)

a₁ = 3,3 _. + 5,67 · 0,8 [(1013,8 /100) ⁴ – (773/ 100)⁴] /(740,8 -500) =432,6 Вт /(м² · К)

q_свод = (740,8-20)/ (1/432,6 + 0,65/1,17 + 0,15/ 0,072 + 1/12) = 265,78 Вт/м²

Q_свод = 28,42 · 265,78 · 10^-3 = 7,5 кВт

в) Потери тепла через под Q_под, кВт, рассчитываем по формуле

Q_под = F_под · q_под · 10^-3, кВт

где F_под – площадь пода, F_под = F_свод = 28,42 м²

q_под = (t_вн – t_цех)/(1/a₁ + d₁ /l₁ + d₂ / + 1 /a₂), Вт/м²

a₁ = К _. + 5,67 · e [(Т_печи /100) ⁴ – (Т_ст / 100)⁴] / (t_печи- t_ст)

a₁ = 1,3 _. + 5,67 · 0,8 [(1013,8 /100) ⁴ – (773/ 100)⁴] /(740,8 -500)=

= 131,12 Вт /(м² · К)

q_под =(740,8-20)/ (1/131,12 + 0,65/1,17 + 0,15/ 0,072 + 1/12) = 265,29 Вт/м²

Q_под = 28,42 · 265,29 · 10^-3 = 7,53 кВт

Результаты расчетов сводим в таблицу