3 РОЗРАХУНКО ВА ЧАСТИНА

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

3. 1 Вихідні дані

Продуктивність сушила P=400 000 м²

Час сушки t=10 хв

Розмір плиток 120× 65× 7 мм

Початкова вологість плитки W_поч=8 %

Кінцева вологість плитки W_кін=1%

Температура в камері t=200 ^oC

Початкова температура плиток t_поч=20^oC

Кінцева температура плиток t_кін=160^оC

Температура відхідних газів t_відх=120˚ С

Брак при сушінні і випалі m=3%

Режими роботи сушарки – трьохзмінний

Коефіцієнт використання обладнання K_об=0, 9

Втрати при прожарюванні в. п. п. в. п_.п. =3%

Паливо – Шебелинський газ

Склад паливо:

CH₄ = 93 %

C₂H₆ = 4, 4 %

C₃H₈ = 0, 8 %

C₄H₁₀ = 0, 6 %

C₅H₁₂ = 0, 3 %

CO₂ = 0, 1 %

N₂ = 0, 8 %

3. 2 Розрахунок горіння палива

Таблиця 1 – Склад сухого газу, у %

CH₄	C₂H₆	C₃H₈	C₄H₁₀	C₅H₁₂	CO₂	N₂	∑
	4, 4	0, 8	0, 6	0, 3	0, 1	0, 8

Приймаємо склад вологи 1%

Перераховуємо склад сухого газу на вологий, %

CH₄^в^o^л =CH₄· (1)

CH₄^в^o^л = 93· = 92, 07

C₂H₆^вол = 4, 4 · = 4, 36

інші складові залишаються без змін

Таблиця 2 – Складові вологого газу, %

CH₄	C₂H₆	C₃H₈	C₄H₁₀	C₅H₁₂	CO₂	N₂	H₂O
92, 07	4, 36	0, 8	0, 6	0, 3	0, 1	0, 8

Визначаємо теплоту горіння газу за формулою, у кДж:

= 358, 4× CH₄ + 637, 5 × C₂H₆+912, 5 × C₃H₈+1186, 5 × C₄H₁₀+1460, 8 × C₅H₁₂ (2)

=358, 2 × 92, 07+ 637, 5 × 4, 36+ 912, 5 × 0, 8+1186, 5 × 0, 6+1460, 8·0, 3 = 44 209, 11

Розрахунок теоретичної кількості повітря для горіння, у

Z₀ = 0, 0476(2 × CH₄ + 3, 5 × C₂H₆ + 5 × C₃H₈+ 6, 5 × C₄H₁₀+ 8 × C₅H₁₂) (3)

Z₀ = 0, 0476(2 × 92, 07 + 3, 5 × 4, 36 + 5 × 0, 8 + 6, 5 × 0, 6 + 8 × 0, 3) = 9, 98

Приймаємо вологість атмосферного повітря d=10

Витрати атмосферного повітря

Дійсна кількість повітря при коефіцієнті витрат ɑ =1, 0 знаходимо, у за формулою:

ɑ ₀ = Z₀ ·ɑ (4)

ɑ ₀= 1, 0·10, 14 = 10, 14

Визначаємо об’єм продуктів згоряння при ɑ =1 у

= 0, 01 (CO₂ + CH₄ + 2 × C₂H₆ + 3 × C₃H₈ + 4 × C₄H₁₀ + 5 × C₅H₁₂) (5)

= 0, 01 (0, 1 + 92, 07+ 2 × 4, 36 + 3 × 0, 05 + 4 × 0, 11 + 5 × 0, 22) = 1, 072

= 0, 01 (2·CH₄ + 3× C₂H₆ + 4× C₃H₈ + 5× C₄H₁₀ + 6× C₅H₁₂+Н₂О+0, 16·d·ɑ ) (6)

= 0, 01 (2·92, 07 + 3× 4, 36 + 4× 0, 8 + 5× 0, 6 + 6× 0, 3+1, 0+0, 16·10·1)= 2, 22

(7)

(8)

При ɑ =1 та

Загальна кількість продуктів згоряння,

(9)

Матеріальний баланс процесу горіння палива

Таблиця 3 – Матеріальний баланс процесу горіння палива на 100 кг

Приймаємо вологовміст повітря d=10

Надходження	кг	Витрати	кг

Природний газ CH₄=CH₄·ρ =92, 07·0, 717 C₂H₆=C₂H₆·ρ =4, 36·1, 356 C₃H₈=C₃H₈·ρ =0, 8·2, 02 C₄H₁₀=C₄H₁₀·ρ =0, 6·2, 48 C₅H₁₂=C₅H₁₂·ρ =0, 3·3, 218 N₂= N₂·ρ =0, 8·1, 251 CO₂= CO₂·ρ =0, 1·1, 977 H₂O= H₂O·ρ =1·0, 804	70, 89 5, 91 1, 62 1, 704 0, 97 0, 2 1, 01 0, 80	Продукти згоряння CO₂= ·100·ρ = =1, 072·100·1, 977 N₂= ·100·ρ = =7, 89·100·1, 251 H₂O= ·100·ρ = =2, 22·100·0, 804	211, 93 178, 49 986, 79
Повітря		Нев’язка	0, 15
O₂=100·Z₀·α ·ρ ·0, 21= =100·10, 14·1·1, 429·0, 21 N₂=100·Z₀·α ·ρ ·0, 79= =100·10, 14·1·1, 251·0, 79 H₂O=d ·Z₀· ρ ·0, 16= =10·10, 14·0, 804·0, 16	299, 49 986, 31 12, 84
∑	1381, 74	∑	1381, 74

Нев’язка балансу = Надходження - Витрати (10)

Нев’язка балансу = 1381, 74 - 1377, 22 = 4, 52

% Нев’язки = · 100 (11)

% Нев’язки = · 100 = 0, 33

3. 3 Розрахунок продуктивності

Визначаємо продуктивність сушарки, м²/с

P^′_с= (12)

P^′_с= = =0, 017

Визначаємо масову продуктивність сушарки,

Р_с= (13)

Р_с= =0, 2995

Визначаємо площу однієї висушеної плитки, м²

S=ℓ ∙ Β (14)

S=120∙ 65=7800

Кількість плиток, поступаючи на сушку в,

Р’’= (15)

Р’’= = 2, 125

Ємкість сушарки, шт

G=Р”∙ 60∙ _цикл, (16)

де _цикл – тривалість сушки

G=2, 125∙ 60∙ 14=1785

Визначаємо кількість випареної вологи,

n=P_c (17)

n=0, 2995· =0, 023

3. 4 Конструктивний розрахунок

Визначаємо розмір сушарки

Ширина робочого каналу сушарки – 1250мм

Плитка укладається однорядно

Відстань між рядами плиток – 10мм

Визначаємо кількість плиток викладених по ширині сушарки(В), штук

В=в∙ n+(n-1) ∙ 10+2∙ 5; (18)

В=65∙ n+10n-10+10;

1250=65n+10n

n= =16

Визначаємо кількість плиток, які необхідно укладати по довжині сушарки – m

m= (19)

де G – ємкість сушарки, штуки

n - кількість плиток по ширині

m= = 111

Довжина сушила

L=ℓ ∙ m+0, 02(m-1) (20)

L=0, 12∙ 111+0, 02∙ (111-1)=15, 52м

Приймаємо довжину сушарки 16 м

Визначаємо швидкість роликового конвеєра

(21)

= 1, 14 м/хв. = 0, 019 м/с

3. 5 Теплотехнічний розрахунок

Розрахунок виконується з метою визначення витрат палива і питомих витрат тепла.

Тепловий баланс сушарки

Надходження тепла

Тепло горіння палива

Q_гор.=Q_п^р∙ B (22)

де B-витрати газу м³/с

Q_гор=44209, 11∙ B кВт

Тепло внесене гарячим повітрям з печі

Q_пов=£ ∙ z₀∙ B∙ C_пов∙ t_пов (23)

де £ -коефіцієнт надлишку повітря, приймаємо 4 за дослідними даними

Q_пов=4∙ 9, 98∙ B∙ 1, 3∙ 400=20758·B кВт

Витрати тепла

Тепло витрачене на нагрівання матеріалу,

Q_наг=P_с∙ (С_к∙ t_к-C_н∙ t_н) (24)

де C_к-теплоємкість матеріалу,

C_к=0, 879

Q_наг=0, 2995 ∙ (0, 879∙ 160-0, 842∙ 20)=37, 08

Витрати тепла на випаровування вологи, кВт

Q_вол= (25)

Q_вол=(2500-4, 2∙ 20) ∙ 0, 023=55, 568

Втрати тепла на нагрівання сітки конвеєра, кВт

Q_тр=q_тр∙ V∙ C_мег(t₂-t₁) (26)

де q_тр-маса погонного метра сітки q_тр=14

V-швидкість руху конвеєра,

C_мет- теплоємкість сітки, C_мет=0, 483

Q_тр=14∙ 0, 011∙ 0, 483·(160-20)=10, 413 кВт

Втрати тепла в навколишнє середовище через огородження, визначають за формулою;

Q_навк= (27)

де t_вн– температура всередині сушарки, t_вн=200^oC

t_окр- температура навколишнього середовища, t_нав=20^оC

F-поверхня теплопередачі, яку визначаємо за конструктивним розміром

Для визначення поверхні теплопередачі F коефіцієнтів теплопровідності окремих шарів кладки, будуємо ескіз кладки сушарки у відповідності з конструктивним розрахунком

Ескіз кладки сушарки

Довжина сушарки 16 м

Рисунок 2 – Ескіз сушарки

F_бок=H∙ L (28)

F_бок=1, 482∙ 16=23, 712м²

F_вн=h∙ l (29)

F_вн=0, 73∙ 16=11, 68м²

F_бок=2 (30)

F_бок= = 33, 28 м²

F_c=1, 75∙ 16=28 м²

F_вн=1, 25∙ 16=20 м²

F_св= = 23, 66

F_под=F_св

F_под= 23, 66 м²

Втрати тепла через стінку

Q_кл= (31)

Q_кл= = = 2, 174 кВт

Втрати тепла через склепіння

Q_св= (32)

Q_св= =0, 906 кВт

Втрати тепла через под

Q_под= (33)

Q_под= =1, 521 кВт

Q_окр=Q_ст+Q_св+Q_под(34)

Q_окр=2, 174 + 0, 906 +1, 521 = 4, 601 кВт

Втрати тепла з вихідними газами, кВт

Q_ух=[V₀+(£ _ух-1)∙ z₀]∙ B∙ C_ух∙ t_ух(35)

C_ух=1, 355+0, 0075∙ t_ух

C_ух=1, 355+0, 0075∙ 180=1, 506 кДж/м^3∙К

Q_ух=[11, 18+(4-1)∙ 9, 98]∙ B∙ 1, 506∙ 200=12385, 344·B

Невраховані втрати тепла

Q_невр=0, 01∙ B∙ Q_н^р(36)

Q_невр=0, 01∙ 44209, 11∙ B=442, 0911·B кВт

Складаємо рівняння теплового балансу і знаходимо витрати газу

+ = + + + + +

44209, 11·В + 20758·В = 37, 08 + 55, 568+ 10, 413 + 4, 601 + 12385, 344·В + 442, 09·В

В =0, 0021

Питомі втрати тепла з урахуванням тепла, внесено гарячим повітрям.

q = (37)

де – кількість випареної вологи

q = = 5931, 83 ,

що не перевищує середньої галузевої норми.

Таблиця 4 – Тепловий баланс сушарки

Назва статті	Кількість тепла
Назва статті	кВт	%
Надходження
Горіння топлива	92, 839	68, 05
Тепло внесено повітрям	43, 593	31, 95
Всього	136, 432	100, 00
Витрати
На нагрівання матеріалу	37, 08	27, 55
На випаровування вологи	55, 568	41, 29
На нагрівання сітки	10, 41	7, 73
Втрати з відхідними газами	26, 009	19, 32
Втрати в навколишнє середовище	4, 601	3, 42
Невраховані втрати 1%	0, 80	0, 69
Нев’язка	1, 836	1, 35
Всього	134, 596	100, 00

3. 5 Аеродинамічний розрахунок

Розрахунок виконується з метою визначення опора на шляху переміщення теплоносія.

Розрахунок проводиться для системи газоходів, призначених для відводу відібраних газів.

Витрати вихідних газів.

V = V_ух+ = [V₀+ (£ _ух– 1) ·z₀] · B + (38)

де - густина водяної пари при н. у.

V = [11, 18 + (4 – 1) ∙ 9, 98] · 0, 0021 + = 0, 1154

Температура відхідних газів = С.

Приймаючи швидкість газів в газоходах V = 5 , визначаємо розміри газоходів.

= = = 0, 02308

Діаметр

= = 0, 17≈ 170 мм

Приймаємо діаметр 170 мм.

Таблиця 5 – Аеродинамічний розрахунок

Назва опору	V	F м²	V₀		ρ ₀	t	1+β t	λ		ξ	h_втр Па
Вхід в канал	0, 1154	0, 02308		12, 5	1, 3		1, 7326	-	0, 5	-	14, 077
Поворот на 90˚	0, 1154	0, 02308		12, 5	…		1, 696	-	0, 4	-	11, 024
Заслонка	0, 1154	0, 02308		12, 5	…		1, 623	-	0, 39	-	10, 286
Поворот на 90˚	0, 1154	0, 02308		12, 5	…		1, 586	-	0, 4	-	10, 309
Тертя в трубопроводі	0, 1154	0, 02308		12, 5	…		1, 512	0, 03	-		21, 678
Вихід з труби	0, 1154	0, 02308		12, 5	1, 3		1, 439	-	1, 06	-	24, 787
Всього											92, 161