Теплотехнические расчеты установок стройиндустрии

3. Зоны закала и охлаждения.
Приход тепла (кДж/ч)
1. С обожженными изделиями:
Qох1=Q’п3=4394006.9.

2. Внутреннее тепловыделение печного массива:

Qох2=(Q^вз.ох/τ)·(Lз+Lох)=280000/74.88·(7.53+18.91)= 98867.52
где — тепло, выделенное за счет аккумуляции печным массивом в зонах закала и охлаждения, кДж/м; , — длина зон закала и охлаждения, м.
3. С воздухом, поступающим в зону охлаждения:
Qох3=(х^т·Vв+Vох)·tос·с_в=105285.3
где — общий расход воздуха, поступающего для охлаждения обожженных изделий, м³.
Расход тепла (кДж/ч)
1. На нагрев воздуха, поступающего в зону взвара:
Q’ох1=Qп3=2050890.6
2. С нагретым воздухом, направляемым в зону досушки:
Q’ох2=2160676.9
3. В окружающую среду:
Q’ох3=Q^пох.з/τ(Lox+Lз)=35309.83
где — потери тепла в зоне закала и охлаждения в окружающую среду, кДж/м.
4. С выгружаемым материалом:
Q’ох4=341756.09
где — температура выгружаемых изделий.
5. На аккумуляцию кирпичной кладки:
Q’ох5=9553.29
где — количество тепла, поглощенное кирпичной кладкой в зоне закала, кДж/м.
Таблица 4. Тепловой баланс на 1 час работы печи.

Приходные статьи	Количество тепла		Расходные статьи	Количество тепла
	кДж	%		кДж	%
1	2	3	4	5	6
Зона досушки
1. Из зоны охлаждения воздухом	2160676.9	93.2	1. На испарение влаги сырца	1322617.9	24
2. Кирпичной кладкой	67.09	0.003	2. На нагрев сухой массы сырца	2024600.236	36.7
3. С воздухом через неплотности	17028.7	0.7	3. В окружающую среду	35.31	0.0006
4. С сырцом	141212.9	6.1	4. С отработанным воздухом	2163951.2	39.3
Итого:	2318985.6	100	Итого:	5511204.6	100

Невязка: 3%›0,5%.

Зона подогрева и обжига
1. От сгорания топлива	6341.5	1.4	1. На химические реакции при обжиге	1322617.9	6.9
2. Сырцом	2050890.6	21.4	2. На нагрев изделий до температуры обжига	18924.554	14.2
3. Воздухом	2024600.236	24.8	3. На аккумуляцию печного массива	4394006.9	33
4.С воздухом, подсасываемым через неплотности	19586.2	12.3	4. В окружающую среду	38.6	0.8
5 с тепловыделением кладки	67.09	0.4	5. С уходящими газами	154.4	1.6
6 с воздухом,поступающим из зоны ох в зону подогрева	8761071.5	44.5	6 на испарение влаги сырца	7128371.98	43.5
Итого:	12862557.13	100	Итого:	12864114.33	100

Невязка: 0,13%<0,5%.

Зона закала и охлаждения
1. С обожженными изделиями	4394006.9	68.3	1. На нагрев воздуха, идущего на горение	2050890.6	63.2
2. Тепловыделение печного массива	98867.52	11.6	2. На нагрев воздуха, идущего в зону досушки	2160676.9	28.5
3. С в ……………оздухом, поступающим на охлаждение	105285.3	20.1	3. В окружающую среду	35309.83	1.15
			4. С выгружаемым материалом	341756.09	6.5
			5. На аккумуляцию печного массива	9553.29	0.6
Итого:	4598159.72	100	Итого:	4598186.71	100

Невязка:0,002%<0,5%.


6.3. Определение расхода топлива и КПД установки.
Удельный расход условного топлива, кг/шт:
Ву=(1721536·28.9)/(1261.72·29300)=1.35
где — часовая производительность печи, шт/ч.
КПД печи:
η=(18924.6+4394006.9)·100/1322617.9=80%
7. Расчет температур на границах технологических зон и построение кривой обжига.
Для построения кривой температур обжига печь разбивают на участки и составляют тепловой баланс, в котором неизвестной величиной является температура газов, поступающих из одной зоны в другую. Эту температуру
находят по энтальпии газов, покидающих данную зону печи, методом подбора. Энтальпию газов, покидающих зону, кДж,
определяют из теплового баланса и по формуле:
,
где — температура газов в тепловой зоне, искомая величина, °С; , кДж/м³·°С — средняя теплоемкость газов.

Таблица 5. Температуры материалов и газов.

Технологическая зона	Температура материала, °С			Температура газов, °С
	начало зоны	середина зоны	конец зоны	начало зоны	середина зоны	конец зоны
1	2	3	4	5	6	7
Досушки	30	144	258	258	372,5	487
Подогрева	258	454	650	487	1028.5	1570
Обжига	650	750	850	1570	1235	900
Закала	850	650	450	900	693.5	487
Охлаждения	450	255	60	487	254	20

8. Аэродинамический расчет печи, подбор вспомогательных устройств и оборудования.
Он выполняется для создания правильного режима движения газовых потоков, следовательно, для соблюдения заданного температурного режима печи, а также для подбора транспортирующих и обеспыливающих устройств дымовых газов. К оборудованию печей относятся горелочные устройства, которые обеспечивают необходимый расход топлива для обжига строительных изделий и материалов.

Подбор тягодутьевого оборудования.
1. Аэродинамические сопротивления газового потока, проходящего через садку изделий, Па:
,
где — коэффициент аэродинамического сопротивления садки; — плотность дымовых газов, кг/м³:
,
здесь — средняя температура газового потока на данном расчетном участке, °С;
— скорость газового потока:
(Vд·х^т)/(Fn·Fc·3600)=(21.38·314.6)/(6.54·45·3600)=6.34
Здесь — площадь поперечного сечения печного канала; — живое сечение садки, %;
— длина расчетного участка.
Зона досушки:
ρ=1.3·(273/273+372.5)=0.55
Нс=0.77·0.105·6.34²·0.55·21.66=38.7.
Зона подогрева:
ρ=1.3·(273/273+1028.5)=0.27
. Нс=0.77·0.105·6.34²·0.27·21.66=19.19
Зона обжига:
ρ=1.3·(273/273+1235)=0.24
. Нс=0.77·0.105·6.34²·0.24·8.66=6.75
Зона закала:
ρ=1.3·(273/273+693.5)=0.37
Нс=0.77·0.105·6.34²·0.37·8.66=10.41
Зона охлаждения:
ρ=1.3·(273/273+254)=0.67
. Нс=0.77·0.105·6.34²·0.67·6.5=14.15
Таблица 6. Расчет сопротивления садки

Зона	Средняя температура, °С	Плотность газа, кг/м^3	Действительный объем газа, м^3/ч	Скорость газов, м/с	Длина участка, м	Сопротивление садки, Па
1	2	3	4	5	6	7
Охлаждения	254	0.67	9592	6.34	6.5	14.15
Закала	693.5	0,37	6292	6.34	8.66	10.41
Обжига	1235	0,24	6726.2	6.34	8.66	6.75
Подогрева	1028.5	0,27	35195.8	6.34	21.66	19.19
Досушки	372.5	0,55	9843.7	6.34	21.66	38.7
Итого:	—	—	—	—	57	26.76

Сопротивление садки с учетом запаса:

∑Нс·1.5=89.2·1.5=133.8

2. Сопротивление дымового окна:

Ндо=(4.5ω²до/2·g)·ρп=11.6,
где — скорость газового потока в сечении дымового окна:
ωдо=12.22
где — количество дымовых газов в зоне подогрева, м³/ч; м² — площадь дымового окна; — количество открытых дымовых окон, ; — плотность газов при температуре в зоне досушки.
3. Сопротивление дымового канала, Па:
Ндк=(2.53·0.34·ω²)/19.6=1.7
где — скорость газов в дымовом канале, м/с:
ωдк=35196.78/1.54·3600=6.34
4. Сопротивление соединительного канала, Па:
Нск=3.9·6.98²·0.34/19.6=3.29
где — скорость газов в соединительном канале, м/с:
ω=6.98.
5. Суммарные потери давления, Па:
Н=(133.8+11.6+1.6+3.29)1.1=165.3
С учетом температурной поправки расчетные потери, Па, для подбора дымососа:
Нр=165.3·(273+80)/273=213.8
где °С — температура дымовых газов перед дымососом.
Подача дымососа, м³/ч, с учетом 10% запаса:
V=35196.78·1.1=38716.5
По потерям давления и производительности дымососа для кольцевых печей подбирают дымосос.
Таблица 7. Характеристика центробежного дымососа.

Марка дымососа	Производительность, м^3/ч	Напор, кПа, при t, °С	КПД, %	Масса без электродвигателя	Марка электродвигателя, мощность
1	2	3	4	5	6
ДН-11.5	27.65·10^3	2.76 t=200°C	83	923	4А200М6 (22 кВт)

Список литературы:

1.Веселова Н.М., Фокин В.М. «Теплотехнические расчеты установок стройиндустрии» методические указания к курсовому и дипломному проектированию;
2.Перегудов В.В. «Тепловые процессы и установки в производстве в технологии строительных изделий и деталей»;
3.Перегудов В.В. «Теплотехника и теплотехническое оборудование»;
4.Мазуров Д.Я. «Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов»;
5.Павлов В.Ф. «Теплотехника и теплотехническое оборудование заводов промышленности стро
ительных материалов и изделий».