Тепловой расчет шахтной печи.

Ход расчета

Приход тепла:

1. Тепло от горения топлива

, кВт,

где, Q^P_H – тепло сгорания топлива, кДж/кг или кДж/нм³;

В – расход топлива, кг/сек или нм³/сек.

2. Тепло, вносимое подогретым воздухом

кВт,

где, L_α – действительное количеств воздуха, подаваемое для горения топлива, нм³/кг или нм³/нм³;

i_воз – теплосодержание (Энтальпия) воздуха, кДж/нм³, находится в зависимости от температуры (т.к. на горение подается атмосферный воздух, то его значение равно кДж/нм³)

Расход тепла:

1. Тепло, затраченное на нагрев материалов

кВт,

где, Р - производительность печи по сухому материалу, кг/сек;

с_кt_к – энтальпия (теплосодержание материала, в конце нагрева до конечной температуры обжига, кДж/кг;

с_к – средняя массовая теплоемкость материала в интервале температур от 0 до t_к, кДж/кг ∙ град (Приложение 1);

с_нt_н – энтальпия (теплосодержание) материала в начале нагрева при начальной температуре t_н, кДж/кг.

2. Расход тепла на испарение физической влаги из материала

кВт,

где, 2500 – скрытая теплота парообразования, кДж/кг влаги;

4, 2 – теплоемкость воды, кДж/кг;

t_H – температура влажных материалов, поступающих в печь, гад.

Количество влаги, испаряемой из материала, определяется по абсолютной или относительной его влажности

кг/сек;

где, Р_с – количество сухого материала (шихты), поступающего в печь, кг/сек;

ω _а – абсолютная влажность материала, %

ω – относительная влажность материала, %.

3. Расход тепла на химические процессы:

Q_хим=g_хим∙ G_хим, кДж/час

где, g_хим =400 кДж/кг. глины

G_хим =Р мат/час, кг/час

4. Потери тепла с уходящими газами:

Q_дым=V_дым∙ I_дым, кДж/час

где, I_дым =200 кДж/кг.сух.газ (Приложение 15)

V_дым=V_a∙ B∙ α _общ, нм³/ч

В – расход натурального топлива в час (рассчитывается в конце теплового расчета)

α _общ – коэффициент избытка воздуха (принимается 4÷ 5)

5. Потери тепла через кладку стен зоны подогрева:

, кДж/ч

где, S₁, S₂, S₃ – толщина слоев кладки, м (принимается по чертежу)

λ ₁, λ ₂, λ ₃ – коэффициент теплопроводности (Приложение 10);

t_{ст.внутр}, t_{окр.возд} – принимаются, м²

Потери тепла через кладку стен зоны обжига

, кДж/ч

Общие потери тепла через кладку определяют по формуле:

Q_{общ.кл.ст}=Q_кл.под+Q_кл.обж, кДж/ч

Общие потери тепла определяют по формуле:

Q_{общ.расх.=}Q_мат.+Q_шп.+Q_хим.+Q_дым.+Q_{общ.кл.ст}, кДж/час

Определим расход топлива:

Q_{общ.расход}=Q_{общ.приход}

Из этой формулы определяется расход натурального топлива

В=(нм³/час)/(кг/час)

Удельный расход условного топлива на 1 тн. шамота определяется:

, кг/тн. шамота

Составляется таблица теплового баланса шахтной печи (таблица 5)

Неучтенные потери составляют:

Q_неуч.=Q_прих.+Q_{рас .}, кДж/час, допускается до 8 %

Таблица 5 – Тепловой баланс шахтной печи

Определим К.П.Д. печи: