Тепловой расчет ТПА

Мощность нагревателя определяется по уравнению:

N_нагр = N_ц + N_пот + N_охл - N_мех, где

N_ц - мощность для нагревания полимера в цилиндре, Вт; N_пот - тепловые потери с поверхности цилиндра, Вт; N_охл - мощность на нагрев охлаждающей воды в червяке и в цилиндре, Вт; N_мех - тепловыделение за счет механической работы червяка, Вт.

N_мех = 3,2*10^-4 Q C_n (T₂ -T₁) = 3,2*10^-4 18,9*7,1* (260-220) = 0,00045 Вт,

где

Q- пластикационная производительность ТПА, кг/ч;

C_n - удельная теплоемкость полимера, кДж/кг ⁰ С;

T_1, T₂ - температура полимера в зоне загрузки и в зоне дозирования соответственно, ⁰ С [17,24,25].

N_ц = Q C_n (T₂ -T₁) 1/3600 = 135*7,1* (260-220) *1/3600 = 10,65 Вт, где

Q- пластикационная производительность ТПА, кг/ч; [26].

N_пот = F = (9,74+0,07*25) 25*0,0145 = 4,165 Вт, где

F- площадь наружной поверхности цилиндра, м²;

- разность температур наружной поверхности теплоизоляции цилиндра и окружающего воздуха, К [24].

- коэффициент теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, Вт/м² К, = 9,74+0,07 .

N_охл = = 0,0694*4180* (20-15) = 1,45 кВт, где

расход охлаждающей воды;

теплоемкость воды, кДж/кг ⁰ С;

разность температур между конечной и начальной температурой охлаждающей воды, К [20].

N_нагр = 10,65+1,45+4,165-0,00045 = 1464,8 Вт =1,5 кВт.

Расчетная мощность нагревателя не должна превышать фактической, принятой для машины:

N_факт N_расч

10,3кВт 1,5кВт.

Удельный расход тепла в ТПА:

10,3/18,9 = 0,5 кВт ч/кг продукта.