Тепловой баланс туннельной печи

Тепловой баланс зон подогрева и обжига туннельной печи

Приход тепла:

1. Тепло от горения топлива

где Q_н – теплота сгорания газа, кВт; В- расход топлива, нм³/ч.

кВт

2. Тепло выносимое подогретым воздухом

где - тепло вносимое подогретым воздухом, кВт; L_a¢- действительный расход воздуха идущий на горение, нм³/нм³; - теплоемкость воздуха, =1262,4 .

кВт

Расход тепла

1. Расход тепла на нагрев изделий

где - тепло вносимое футеровкой, кВт; Р – производительность, Р = 2506,3 ; - теплоемкости обожженного и сухого материала: =1,406, = 0,9456; – конечная и начальная температура материала: = 1850 ; = 80 .

кВт

2. Расход тепла на испарение физической влаги:

где 2500 - скрытая теплота парообразования, кДж/кг

1,967 - теплоемкость воды, кДж/кг град

- температура отходящих газов из печи, ℃

- температура начальная материала, ℃

=200 ℃; =80 ℃

W-количество испаряемой влаги, кг/час

где W- влажность сырца, W= 0,5%

кг/ч

Тогда

3. Потери тепла с уходящими газами

где – потери тепла с уходящими газами

- энтальпия уходящих газов, = 275,5 кДж/м3

- объем уходящих газов, =13,98 м³

B кВт

4. Потери тепла через стены и свод

Для стен и свода печей непрерывного действия, работающих с постоянными температурами в отдельно взятой зоне, тепловой поток через поверхность кладки в окружающую среду определяется по формуле:

где средняя температура воздуха, ℃; F – поверхность кладки, м²;

коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенкам внутри рабочего пространства для печных газов, ; сумма тепловых сопротивлений отдельных слоев кладки, м³ град/Вт;

S – толщина слоя, м;

коэффициент теплопроводности, Вт/м град;

коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенок в окружающую среду,

Первый участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Средние температуры слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Найдем температуры на границе слоев:

кДж/ ч

Тогда

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Средние температуры слоев:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 15,02 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Аналогично рассчитаем второй участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Найдем температуры на границе слоев:

кДж/ ч

 

Тогда

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Средние температуры слоев:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 15 - длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Аналогично рассчитаем участки: с 14 по 24 позиции.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

 

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через стену:

кДж/м² ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Тепловые сопротивления при этих температурах составят:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 17,4 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Четвертый участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через стену:

кДж/м² ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Тепловые сопротивления при этих температурах составят:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 8,9 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Пятый участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через стену:

кДж/м² ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Тепловые сопротивления при этих температурах составят:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 27 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Шестой участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через стену:

кДж/м² ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Тепловые сопротивления при этих температурах составят:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 24,5 длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Потери тепла через свод

Первый участок.

Температура внутренней поверхности свода:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через потолок:

кДж/ ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Потери тепла через свод составят:

кВт

где 56,4 длина участка, м; 3,2 – ширина свода, м;

Второй участок.

Температура внутренней поверхности свода:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через стену:

кДж/ ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда,

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Потери тепла через свод составят:

кВт

где 51 длина участка, м; 3,2 – ширина свода, м;

Общая сумма потерь тепла:

кВт

5. Расход тепла на нагрев транспортных устройств:

где , , - масса каждого слоя футеровки вагона, кг/час∙град

где масса футеровки; скорость проталкивания вагона, ваг/час; ваг/ч; кг – периклазохромитовые; кг – глиноземистые; кг – шамот.

кг/ч

кг/ч

кг/ч

, теплоёмкости каждого слоя футеровки при начальной и конечной температуре, кДж/кг∙град

= 0,754+0,00015t

=0,754+0,00015∙85 = 0,766 кДж/кг∙град

=0,837+0,000264t

=0,837+0,000264∙55 = 0,872 кДж/кг∙град

=0,837+0,000264t

=0,837+0.000264∙30 = 0.844 кДж/кг∙град

=0,754+0,00015t

=0,754+0,00015∙1575 = 0,99 кДж/кг∙град

=0,837+0,000264t

=0,837+0,000264∙1125 = 1,134 кДж/кг∙град

=0,837+0.000264t

=0.837+0.000264∙640 = 1.005 кДж/кг∙град

Тогда

кВт

6. Неучтенные потери тепла:

кВт

кВт

7. Определим расход топлива:

Результаты расчета сводим в таблицу 18 теплового баланса зон подогрева и обжига.

Таблица 18 - Тепловой баланс зон подогрева и обжига туннельной печи

Наименование статьи	Количество тепла
кВт	%
Приход тепла: 1) Тепло горения топлива 2) Физическое тепло воздуха
Всего:
Расход тепла: 1) Нагрев материала 2) Испарение влаги 3) Потери с уходящими дымовыми газами 4) Потери через кладку 5) Потери на нагрев транспортных устройств 6) Неучтенные потери Невязка баланса	6326840,3 28513,4 1656140,7   2555815,87 8531126.1   2122062,9 +129,73	29,8 1,3 7,8   12,0 60,9
Всего:

 

Невязка:

Тепловой баланс зоны охлаждения

Приход тепла:

1. Тепло вносимое подогретыми изделиями:

2. Тепло вносимое футеровкой вагонетки:

3. Физическое тепло вносимое воздухом нагнетаемого в зону охлаждения, ,кДж/час

где t = 20 ℃; = 67 кДж/м³

= 67 ∙ кДж/час

Q_прих = + +

Q_прих= +8531126.1+67 = 14619809,6+67 кДж/час

Расход тепла:

1. Потери тепла через стены и свод печи:

Потери через стены печи

Первый участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Тепловой поток через стену:

кДж/м² ч

Найдем температуры на границе слоев:

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

 

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Найдем средние температуры в слоях:

Тепловые сопротивления при этих температурах составят:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 12длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Второй участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Коэффициенты теплопроводности слоев:

Теплопроводности слоев:

Тепловые потери составляют:

Найдем температуры на границе слоев:

кДж/ ч

Тогда

Проверим средние температуры слоев:

Вносим поправки на тепловые сопротивления слоев тепловой изоляции при новых значениях температур.

Новые значения:

Тогда

вт/м²

Находим новые значения температур:

Средние температуры слоев:

Тепловые сопротивления при этих температурах составят:

Потери тепла через кладку составят:

кВт

где 15длина участка, м; 0,8 – высота стены, м; 2 – количество стен

Третий участок.

Температура внутренней поверхности стены:

Средние температуры слоев: