Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Тепловые расчетыКоличество тепла, необходимое для производства ДСП, определяем производя тепловые расчеты основного оборудования: Бассейна для ГТО, Сушилки CHU-25? KGCI и пресса Д7446, а также реактора смолы «ЛБС-1». Тепловые расчеты бассейна · Расход тепла на нагревание абсолютно сухой древесины. Расход тепла на нагревание абсолютно сухой древесины
где – объем сырья, равный 1 - плотность сырья абсолютно сухого, равная 600 ; - удельная плотность абсолютно сухой древесины, - средняя температура чурака, °С; - начальная температура древесины, °С;
где – температура в центре чурака после прогрева, °С;
°С
кДж
· Потери тепла через стенки и дно бассейна. , где Кс - коэффициент теплоотдачи стенок бассейна; F - площадь стенки и дна бассейна, м2; t 1 – температура воды в бассейне, °С; t 2 – начальная температура древесины, °С; Tнагр – продолжительность оттаивания и нагревания сырья, с.
где коэффициент теплоотдачи от воды к стенке, равный 358-477 Вт/м2·град·с; коэффициент теплоотдачи от стенки к грунту 2,4-2,9 Вт/м2·град·с; толщина стенки бассейна, равная 0,025 м; коэффициент теплопроводности, равный 0,3 Вт/м2·град·с. F = 1,9·2,5·8 + 2,5·3·8 + 1,9·3·4 =120,8 м2
Q2= 2,13·120,8 (40 –(-10))·33,08·
· Потери тепла с водой, увлекаемой с отгруженным сырьем:
Q3 = 3 · 4,18 · Fк · t1, где F- общая поверхность, м2
Fк = πdcln Fк = 3,14 ·0,25·1,6·13 = 16,33 м2 Q3 = 3·4,18·16,33·40 = 8191,13 кДж
· Расход тепла на нагревание воды после смены ее в бассейне Q4 =
где Vб - объем бассейна, м3
Vб = 2,5·4·3·1,9·2 = 114 м3
Q4 = 4,18 = 2243,49 кДж
· Расход тепла на нагрев охлажденных дна и стенок бассейна
Q5 = · , где Vм – объем материала стенок и дна бассейна, м3; Т – период смены воды в бассейны, равные312 ч.; ρм – плотность материала для железобетона, равная 2400 кг/м3; См – средняя теплоемкость материала стенок для бассейна равная 0,92 кДж/кг·град; tox – температура охлаждения воды внутренней поверхности, °С
Q5 =
Полезные затраты тепла на 1 м3 сырья
Qп.з. =Q1 + Q2 + Q3 +Q4 +Q5 Qп.з. = 52724,58 + 8191,13 + 2243,49 + 8,49 =63167,69 кДж
Общий расход тепла на тепловую обработку 1м3 сырья
Q общ =Q1+ Qп.з. Q общ = 33945,6 + 63167,69 = 97113,29 кДж
Тепловые расчеты сушилки СРГ-25 · Количество испаряемой влаги
М1м3=ρ0 где ρ0 – плотность абсолютно сухого шпона, кг/м3; – начальная влажность шпона, %; – конечная влажность шпона, %; Ки - коэффициент объемной сушки, равный 0,64 М1м3= 600 · Определение теплопотерь Потери тепла с высушенным шпоном. Qм = Кз , где К – коэффициент перехода, равный 4,19 при в кДж Со – теплоемкость абсолютно сухой древесины, равная 0,38 t2 – температура агента сушки при выходе
=t2 - 20°C = 150-20=130°C
°С
Qм= 4,19 =286,6 кДж
Конструкция ограждений сушилки –щитовая и состоит из рамок, обшитых с внутренней стороны сушилки листовой сталью толщиной δ1=2 мм, а с наружной стороны листовой сталью толщиной δ3=1,5мм с прокладкой между облицовками теплоизоляционным материалом – минеральной ватой с толщиной слоя δ2
λ1 = λ3 = 58 Вт/м°С λ2 =0,07 Вт/м°С = 35°C
Ввиду значительной разницы температур по длине сушилки целесообразно толщину теплоизоляции рассчитать первой ее половины на расчетную максимальную температуру 300°С, а для второй на температуру 200°С. Тогда толщина теплоизоляционного слоя 1-й половины сушилки. δ2 = λ2( )
δ2 = 0.07 =137 мм
Принимаем δ2 = 130мм Для второй половины
δ2 = 0.07 =83мм
Принимаем δ2 = 80мм Площадь поверхности ограждений F, м2 для каждой половины сушилки
F = , где - общая длина сушильных секций, м – высота сушилки(2,7м) − ширина сушилки (В= lp + 2B1 + 2S1 = 3,9+2·0,2 +2·0,109 = 4,52м) - толщина дверей равная 130 +2+1,5 = 133,5 и 80+ 2+ 1,5=83,5 (в среднем 109мм) - ширина бокового коридора, равная 0,2м - длина шкафа 2·1,08=2,16 м. − ширина шкафа подачи (отвода) газов, равная 0,8 м.
F = 10,8·2,7+4,52·2,7+10,8·4,52+4·0,8·2,7+4·0,8·2,16 =105,7 м2 Коэффициент теплопередачи ограждений от агента сушки к окружающей среде для: Первой половины длины сушилки:
К =
Второй половины длины сушилки
К =
Теплопотери через ограждения (с учетом коэффициента теплопотерь 1,7 с утечкой газовоздушной смеси)
Qпот. = 1,1·F·K(t1-t0)3,6
Для первой половины сушилки Qпот. = 1,1·3,6·105,7·0,465·1,7(
Для второй половины сушилки Qпот.общ = 1,1·3,6·105,7·0,746·1,7(
Общие теплопотери через ограждения с учетом утечки газовоздушной смеси. Qпот. =
Теплопотери на испарение 1 кг. влаги: Qпот.вл. = где М – расчетное часовое количество испаренной влаги, кг/ч М = Pрасч.· М1м3
М= 3,23·410,96 =1327,40 кг/ч
Qпот.вл.= кДж/кг влаги
Теплопотери с материалом и через ограждения
Qт.п. = Qм + Qпот.вл. = 286,6+119,32 =405,92 кДж/кг влаги
Определение расхода тепла: Задаемся влагосодержанием поступающего в сушилку агента сушки d1=200 г/кг при t1=300°C/ Удельный объем газовоздушной смеси υ1=2,18 м3/кг сухого воздуха. Количество подаваемого в сушилку агента сушки g =
где V1- объем циркулирующего агента сушки. V1 = 3600Sп.с.·υа.с где Sп.с –площадь поперечного сечения сушилки, м2
Sп.с= lp· H1
где lp -длина роликов, равная 3,9м
Sп.с = 2,7·3,9 = 10,53 м2
υа.с – скорость агента сушки, равная 2,0 м/с
V1= 3600·10,53·2,0 = 75816 м3/ч
Прирост влагосодержания агента сушки
Δd =d2 – d1=
Влагосодержание отработанного в сушилке агента сушки
d2 =Δd + d1=38,17+200 = 238,17 г/кг воздуха=240 г/кг сухого воздуха
При построении процесса сушки в Id-диаграмме по заданным параметрам находим (·)А с параметрами t0==20°C; влагосодержанием d0=9 г/кг; этальпией I0=41,9 кДж/кг. Находим (·)М с параметрами tс.г. =900°С и dс.г.=127 г/кг. Линия АМ Является линией горения топлива с заданной относительной влажностью W0=45% Процесс сушки на в Id-диаграмме характеризуется (·)1 с параметрами поступающей в сушилку газовоздушной смеси t1=300°C и d1=200 г/кг сухого воздуха и (·)2 с параметрами отработанными в сушилке газовоздушной смеси t2= 150°C и d2 = 240 г/кг сухого воздуха. На продолжении линии1-2 до пересечения с линией АМ находим (·)К с параметрами dк=110 г/кг сухого воздуха и tк=750°С, Iк=1250 кДж/кг. Количество циркулирующей в сушилке газовоздушной смеси, кг/кг влаги.
l ц =
l ц =
Количество газов выбрасываемых из сушилки отработанных газовоздушных смесей в атмосферу, кг/кг влаги l к = = кг/кг влаги
Расход тепла на испарение 1 кг влаги.
Qисп = = = 9293 кДж/кг влаги
Общий расход тепла Qобщ = Qт.п+ Qисп = 405,92+9293 =9698,9 кДж/кг влаги
Тепловые расчеты линии пропитки и сушки шпона ЛПСШ Расход пара определяется по тепловому балансу, кДж
Qобщ = Qшп + Qc +
Расход тепла на нагрев шпона, кДж
Qшп = q1·c1(tк-tн),
где с1 – теплоемкость шпона, равная 2,52 кДж/кг· К tк,tн – конечная и начальная температура шпона (tк=90°С, tн=25°С) Площадь одного листа шпона
F=1,6·1,6 =2,56 м2
Скорость сушки V=35 м/мин = 0,58м/с Количество вещества q1= 0,58·2,4·2 = 2,7 м2/с
Qшп = 2,7·2,52 (90-25) =442,3 кДж
Расход тепла на нагрев смолы
Qc= qc·c1(tк-tн)
Содержание смолы
qc=0,5· q1 -0,5·2,7 = 1,3 кг·м2/с
Теплоемкость смолы Ссм= 2,65 кДж/кгК
Qc=1,3·2,65(90-50) = 137,8 кДж
Расход тепла на нагрев растворителя
Qр= 0,5qc·cр(tк-tн)
где cр – теплоемкость спирта, равная 4,15 кДж/кг·К qc- содержание смолы, равное 1,3 кг·м2/с
Qр= 0,5·1,3·4,15(90-50) = 107,9 кДж
Расход тепла на испарение растворителя
, где r =830 кДж/кг – теплота парообразования спирта; - содержание смолы
Общие затраты тепла
Qобщ = 442,3+137,8+107,9+539,5 =1227,5 кДж
Тепловые расчеты пресса Д7446 Расход тепла на нагрев плит пресса Q1 Размер плит пресса 1,67×1,67×0,065 м Объем плит пресса Vn = 1,67·1,67·0.065 = 0.179м3 Расстояние между каналами для пара =0,06 м Диаметр канала 0,026м Расстояние от канала до края плиты 0,1м Количество каналов в плите n = 1,67/(0,026+0,06) = 19 Длина канала l = 1,65 –(0,1·2) = 27.6 м Объем занимаемый каналами в плите
V= π r2 l, где r – радиус, м V=3,14·0,132·27,6 = 0,015 м3
Удельный вес стали 7850 кг/м3 Объем металла в одной плите
Vм = Vn –V = 0,179 – 0,015 = 0.164 м3
Вес одной плиты пресса
М = Vм·7850 =1,164·7850 = 1288 кг
Расход тепла на нагрев плит пресса
Q1 = n· М· С1 (t2 – t1)
где n- число рабочих промежутков; М – вес одной плиты пресса, кг С1-теплоемкость стали, равная 0,5 кДж/кг· град t2, t1 – конечная и начальные температуры, °С
Q1 = 10·1288·0,5(150-40) = 708400 кДж
Расход тепла на нагрев прокладочных листов «Q2»
Размер прокладочных листов 1,65×1,74×0,005 м Объем прокладочных листов Vп.л. = 1,65·1,74·0,005 = 0,014 м3 Удельный вес прокладочных листов 7900 кг/м3 Вес одного листа:
М= Vп.л.·7900 = 0,14·7900 = 110кг
Q2=M·n·C2(t2 – t1)
где n- количество прокладочных листов; С2-теплоемкость стали, равная 0,5 кДж/кг· град t2, t1 – конечная и начальные температуры, °С
Q2=110·0,5·40(150-40) =242000 кДж
Расход тепла на нагрев сухой массы пластика «Q3»
Q3 =
Размер пластика 1,6×1,6×0,01 м Объем пластика Vпл. = 1,6·1,6·0,01 = 0,026 м3 Плотность пластика 1200 кг/м3 Вес одного пластика:
где Сn – теплоемкость пластика, равная 2,62 кДж/кг·ч; n –число этажей пресса; конечная и начальная температуры; – влажность пакета,%
Q3 =
Расход тепла на нагрев влаги, оставшейся в пластике после прессования «Q4» Количество воды, оставшейся в пластике. Мв =Мn·Wпл.·n = 31,2·0,08·10 = 25 кг
Q4 = Mв·Св( = 25·4,18(150-40) = 11495 кДж
Расход тепла на выпаривание избыточной влаги «Q5»
Q5 = d (i2-i 1)
d =
i2-i 1 = r при 150 °С ·к = 2120 кДж/кг
Q5 =6,8·2120 = 14416 кДж
Тепловые потери от верхней части и нижней плиты, за счет теплопроводности «Q6»
Q6= F где F – поверхность пластика, м2 λ – коэффициент теплопроводности плиты, равный 46,5 Вт/м·К; толщина плиты, м; цикл прессования, равный 170 м.
Q6=1,6·1,6· Расход тепла за один цикл прессования «Qц»
Qц = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 = 708400+242000+83257.8+11523+14416+3705.7=1063302.50 кДж
Расход тепла за 1 час
Qч = За одну упрессовку 1,6·1,6·1200·0,01·10·3 = 921,6 кг пластика За одну тонну пластика
Q1т.пл. = =1153757,05 кДж
Тепловой расчет реактора ЛБС-1 На одну загрузку смолы необходимо тепловой энергии:
QƩ = Q1 +Q2+Q3
Определение затрат тепловой энергии на нагрев компонентов: Q1 = Ссм · mсм·Δt,
где Ссм - теплоемкость смеси компонентов, кДж/кг·град; mсм – масса смеси, кг; Δt - температурный интервал от начальной температуры загрузки компонентов (20°С) до температуры синтеза (98°С). Теплоемкость смеси выражается формулой:
Ссм = Ʃ Сi · xi где Ʃ Сi - Сумма удельных теплоемкостей, входящих в состав реакционной смеси, кДж/кг·К; xi – массовая доля компонентов смеси, %;
Ссм = Сформ · xформ + Сам.вод· xам.вод + Сфенола · xфенола + Сспирта · xспирта
Масса реакционной смеси:
mсм = 148,6 + 5 + 100 + 125 = 378,6
Рецептура спирторастворимой смолы 50%-й концентрации (50% сухих веществ, 50% растворителей (H2O + C2H5OH), % по массе:
Формалин (37 %) = 39,25
Аммиачная вода (25 %)
Фенол
Спирт ________________________________________________________ Всего: 100
Определяем теплоемкость компонентов при:
tср = = = 57°С
Таким образом, удельная теплоемкость веществ, входящих в состав реакционной смеси [X], кДж/кг·град Формалин (37 %) 3,24 Аммиачная вода (25 %) 4 Фенол Спирт 2,5
Ссм =
Q1 =
Определение затрат тепловой энергии на нагрев реактора:
Q2 = Сст · mр·Δt,
где Сст - теплоемкость стали, кДж/кг·град; mр – масса реактора, кг; Δt - разность температур от (20°С) до температуры синтеза (94°С).
Q2 =
Потери при нагревании реактора и компонентов принимаем 10%.
Q3 = 0,1(Q1 + Q2) = 0,1(
QƩ = = 34488,288
Расход греющего пара
Gгр.пара =
где r –удельная теплота парообразования про температуре 140°С (2150 кДж/кг); х – степень сухости пара (0,9).
Gгр.пара = = 17,82 кг
Таким образом, на одну варку смолы потребуется 17,82 кг греющего пара. Во время синтеза смолы нагрев реактора до температуры 98°С осуществляется за 40 минут, соответствено расход пара на стадии нагрева реакционной смеси составит, кг/час: Расход греющего пара в сутки составит, кг = 71,28
|