Расчет теплового баланса. Тепловой баланс резиносмесителя периодического действия описыва­ется уравнением, кВт:

Тепловой баланс резиносмесителя периодического действия описыва­ется уравнением, кВт:

где Q – количество тепла, выделяющегося за счет деформации материала;

(45)

N_cр – средняя мощность, потребляемая при смешении;

η – КПД привода (η = 0,7 ÷ 0,9);

Q₁ – количество тепла, уносимое с материалом

где G – производительность резиносмесителя по формуле (36), кг/с;

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

t_к, t_н – соответственно конечная и начальная температуры смеси, ^оС;

Q₂ – количество тепла, отводимое охлаждающей водой.

Q'₂ – количество тепла, отводимое водой от смесительной камеры.

где К₁ – коэффициент теплоотдачи через стенку камеры, кВт/(м²·К)

(49)

α₁ – коэффициент теплоотдачи от стенки камеры к смеси, кВт/(м²·К);

δ_к – толщина стенки камеры, м;

λ – коэффициент теплопроводности стали, кВт/(м²·К);

α₂ – коэффициент теплоотдачи от стенки к охлаждающей воде, кВт/(м²·К);

t_вн,t_в – соответственно температуры внутренней стенки камеры и темпера­тура охлаждающей воды, °С;

F_к – поверхность камеры, м²

(50)

где Д – внутренний диаметр камеры, м;

β – угол, соответствующий поверхности охлаждения, град;

l – внутренняя длина рабочей камеры, м;

а – ширина верхнего затвора, м;

Q"₂ – количество тепла, отводимое через роторы,

К₂ – коэффициент теплоотдачи через стенку ротора, кВт/(м²·К);

(52)

δ _р – толщина стенки ротора, м;

α₁, α₂ – коэффициенты теплоотдачи соответственно от стенки ротора к сме­си и охлаждающей воде, кВт/(м²·К);

F_р – поверхность роторов, м².

(53)

где Д_р, l _р – соответственно диаметр и длина ротора, м;

Q₃ – потери тепла в окружающую среду.

Так как основные узлы резиносмесителя охлаждаются, и охлаждаю­щая вода уносит большую часть тепла (до 80%), то потери тепла в окру­жающую среду незначительны и ими можно пренебречь.

Расход охлаждающей воды можно рассчитать по формуле, кг/с:

где С – удельная массовая теплоемкость воды, кДж/(кг·К);

t_вк, t_вн – соответственно конечная и начальная температуры воды, ^оС.

Пример 10. Определить расход воды на охлаждение резиносмесителя PC 270-40 (см. пример 7).

Исходные данные: G = 3371,4 кг/ч; температура воды при выгрузке 140°С; t_вк – t_вн = 5^оС; N_ср = 390 кВт.

Решение. Необходимо определить:

количество тепла, выделяющегося за счет деформации материала (45)

Q = 390·0,8=312 kBt;

количество тепла, уносимое с резиновой смесью (46)

количество тепла, отводимое водой

Q₂ = Q – Q₁ = 312-187,67 = 124,33 кВт;

расход охлаждающей воды (55)