Тепловой баланс каландра

Тепловой баланс каландра описывается уравнением, кВт:

где Q_N – количество тепла, выделяющегося за счет работы деформации мате­риала, кВт,

(24)

N_ср, – средняя мощность при работе каландра, кВт;

η – КПД привода (η=0,8÷0,9);

Q_T – количество тепла, подводимое теплоносителем, кВт;

где G_п – расход пара, кг/ч;

i_н, i_к – теплосодержание пара при выбранном давлении и теплосодержание конденсата, кДж/кг;

Q_м – количество тепла, расходуемое на нагрев материала, кВт,

(26)

где G – производительность каландра (17), кг/с;

С_м – удельная теплоемкость смеси, кДж/(кг·К);

t_к, t_н – соответственно конечная и начальная температуры смеси, °С.

Потери тепла в окружающую среду Q_пот складываются из потерь теп­ла лучеиспусканием и конвекцией, кВт:

(27)

где t_ст, t_ср – температура стенки валка и окружающей среды, °С;

F – общая поверхность теплоотдачи валков, м²,

где Д, L – соответственно диаметр и длина валка каландра, м;

n – число валков каландра.

Общая поверхность теплоотдачи валков каландра слагается из поверх­ности F₁, занятой лентой резиновой смеси и поверхности F₂, свободной от ре­зиновой ленты:

где а – суммарный центральный угол обхвата резиновой смесью валков ка­ландра, град.;

α – коэффициент теплоотдачи, включающий α^m и α^p, кВт/(м²·К),

где α^m – коэффициент теплоотдачи от металла в окружающую среду, кВт/(м²·К),

(29)

где α^m_к – коэффициент теплоотдачи от металла в окружающую среду конвек­цией, кВт (м²·К),

где t^m_ст, t_ср, – соответственно температуры наружной поверхности валка и ок­ружающей среды, ^оС;

Д – диаметр валка, м;

α^m_л – коэффициент теплоотдачи от металла в окружающую среду лучеиспус­канием, кВт/(м²·К);

(30)

α^p – коэффициент теплоотдачи от резиновой смеси в окружающую среду, кВт/(м²·К),

где α^р_к – коэффициент теплоотдачи от резиновой смеси в окружающую среду конвекцией, кВт/(м·К),

(33)

где – температура резиновой смеси, °С;

α^р_л – коэффициент теплоотдачи от резиновой смеси в окружающую среду лучеиспусканием, кВт/(м²·К);

(34)

Расход пара можно определить по формуле, кг/ч:

Пример 6. Определить расход греющего пара для трехвалкового ка­ландра с треугольным расположением валков (см. пример 4).

Исходные данные: G = 3648,65 кг/с; N_ср= 42 кВт; начальная темпера­тура смеси 60°С; конечная 80^оС; температура поверхности валков 100^оС; С = 1,67 кДж/(кг·К); скрытая теплота конденсации насыщенного пара при Р = 0,ЗМПа составляет 2160 кДж/кг.

Решение. Необходимо рассчитать:

количество тепла, выделяющегося за счет деформации смеси (24)

Q_N = 42·0,85 = 35,7 кВт;

расход тепла, уносимого с резиновой смесью (26)

коэффициенты теплоотдачи по формулам (29-34), кВт/ (м²·К)

общую поверхность теплоотдачи (28)

F = 3·3,14·0,71·1,8 = 12,04 м²;

поверхность, занятую резиновой лентой

поверхность, свободную от резиновой смеси

F₂= 12,04 – 8,03 = 4,01м²;

потери тепла в окружающую среду (27)

расход пара по формуле (35)