Тепловий баланс технологічного процесу

ЗМІСТ

 

Вступ.................................................................................................................
Розрахунок короткобарабанної печі............................................................
1 Тепловий баланс технологічного процесу...............................................
2 Конструктивний розрахунок короткобарабанної печі...........................
3 Приклади розрахунків................................................................................
4 Завдання для контрольної роботи...........................................................
Довідкові матеріали……………………........................................................
Приклад оформлення титульної сторінки......................................................
Перелік рекомендованої літератури………………………………………..

 

РОЗРАХУНОК КОРОТКОБАРАБАННОЇ ПЕЧІ

 

Тепловий баланс технологічного процесу

 

Тепловий баланс складають на основі матеріального балансу технологічного процесу, здійснюваного в плавильному агрегаті, для встановлення витрати енергії на процес у цілому або на окремі його елементи. При проектуванні печей статті теплового балансу знаходять за розрахунком. Для аналізу теплової роботи діючих печей статті балансу визначають як експериментально, так і в результаті розрахунку.

Тепловий баланс складають на одиницю вихідних матеріалів, одиницю часу або на період роботи. Для печей періодичної дії теплові баланси складають щодо одного робочого циклу (наприклад, для одногоплавлення), для печей безперервної дії – на одиницю часу. Часто зручніше відносити теплові баланси до одиниці маси матеріалу – шихти або кінцевого продукту.

Теплові баланси можуть бути складені для робочого простору печі або його частини, для печі в цілому. Крім того, складають теплові баланси окремих елементів плавильного агрегата, наприклад, рекуператора для підігріванняповітря, казана-утилізатора таін. Для складання теплового балансу маютьбути відомі конструкція печі, її розміри тавластивості матеріалів, використаних для її виготовлення, матеріальний баланс матеріалів, що переробляються, вид теплоносія, спосіб теплопередачі таінші теплотехнічні умови роботи печі.

Тепловий баланс являє собою рівняння, що пов’язує на основі закону збереження енергії надходження та витрачання теплоти в плавильному агрегаті.

Розрахунок горіння палива виконують для визначення кількості повітря, теоретично необхідного для спалювання палива, дійсної кількості повітря, кількості й складу продуктів згоряння та нижчої теплоти згоряння палива.

Практичну витрату повітря на згоряння палива розраховують на підставі кількості повітря, теоретично необхідного для спалювання палива, з урахуванням коефіцієнта надлишку повітря. Значення коефіцієнта надлишку повітря повітря α залежить від типу палива, конструкції паливоспалювальних пристроїв та умов їх експлуатації.

Кількість повітря, теоретично необхідну для спалювання палива, визначають як суму кількості повітря на горіння кожного елемента палива. Горіння елементів палива відбувається за реакціями:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О + 35800 кДж/м³, (1)

С₂Н₆ + 3,5О₂ = 2СО₂ + 3Н₂О + 64940 кДж/м³, (2)

С₃Н₈ + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О + 86943 кДж/м³, (3)

С₄Н₁₀ + 6,5О₂ = 4СО₂ + 5Н₂О + 118694 кДж/м³, (4)

С₅Н₁₂ + 8О₂ = 5СО₂ + 6Н₂О + 146500 кДж/м³, (5)

Н₂S + 1,5О₂ = SО₂ + Н₂О + 23715 кДж/м³. (6)

Нижчу теплоту згоряння природного газу визначають за формулою:

, (7)

де q_і - тепловий ефект реакції горіння і -го елемента палива, кДж/м³;

с_і - вміст і -го елемента у складі палива, частка;

n - кількість елементів у складі палива.

Складові природного газу СО₂ та N₂ переходять у димові гази.

Методики складання матеріального балансу горіння палива та теплового балансу плавлення вторинної алюмінієвої сировини подано у прикладі 1 та прикладі 2 відповідно.