Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Моделирование тепловых балансов.
|
|
Статьи теплового баланса металлургического процесса протекающего в том или ином агрегате целесообразно описать в виде таблицы.
| Статьи прихода тепла | Обозначение |
| 1. Тепло поступающих в процесс материалов | Qмат |
| 1.1 Тепло твердых материалов | Qтв.мат = Mi * Cp, I * Ti |
| 1.2 Тепло жидких материалов (расплавов) | Qж.мат = Mj * Cp, j * Tj |
| 1.3 Тепло подаваемых газов | Qп.г = Vk * Cv, k * Tk |
| 2. Тепло экзотермических процессов | Qэкз |
| 2.1 Тепло экзотермических химических реакций | Qэкз.хр = - dHт * Мкомп/Mm |
| 2.2 Тепло экзотермических процессов превращения (кристаллизации, полиморфного превращения) | Qэкз.пр = Lэкз * Мкомп/Mm |
| 3. Подводимая тепловая энергия внешних источников тепла | Qподв. |
| 3.1 Тепловая энергия за счет Джоулева тепла электрического тока. | Qэл.эн. = I2 * R* Кнаг |
| 3.2 Тепловая энергия за счет сжигания топлива | Qсжт = qт * Мт |
| 3.3 Передача тепла за счет внешнего обогрева | Qвн.наг |
| Статьи расхода тепла | Обозначение |
| 1. Тепло выводимых из процесса продуктов | Qпрод |
| 1.1 Тепло твердых продуктов | Qтв.прод = Mi * Cp, I * Ti |
| 1.2 Тепло жидких продуктов (расплавов) | Qж.прод = Mj * Cp, j * Tj |
| 1.3 Тепло отводимых газов | Qо.г = Vk * Cv, k * Tk |
| 2. Тепло эндотермических процессов | Qэнд |
| 2.1 Тепло эндотермических химических реакций | Qэнд.хр = - dHт * Мкомп/Mm |
| 2.2 Тепло эндотермических процессов (кристаллизации, полиморфного превращения) | Qэнд.пр = Lэнд * Мкомп/Mm |
| 3. Отводимая тепловая энергия за счет внешних источников охлаждения | Qотв. |
| 3.1 Тепловая энергия при прохождении электрического тока через электрический охлаждающий элемент (термомодули). | Qэл.эн. = I2 * R * Кхол |
| 3.2 Тепловая энергия отводимая за счет охлаждающего агента (вода, расплав) | Qох.аг = Mаг * Cp, аг * (T2аг – Т1аг) |
| 3.3 Потери тепла во внешнюю среду | Qпот.вн |
Где Mi – масса твердого материала; Cp, I - теплоемкость твердого материала; Ti – температура твердого материала.
Mj – масса жидкого материала; Cp, j - теплоемкость жидкого материала; Tj – температура жидкого материала.
Vk – объем газа; Cv, k - теплоемкость газа; Tk – температура газа.
dHт – энтальпия реакции; Мкомп- масса компонента участвующего в реакции; Mm – молекулярная (атомная) масса компонента/
L – теплота экзотермических процессов превращения;
I – сила тока протекающего через нагревательный элемент системы (тепловой элемент, расплав, раствор);
R – электрическое сопротивление нагревательного элемента системы;
qт – теплота сгорания топлива;
Мт – масса сжигаемого топлива;
Кхол – коэффициент учитывающий долю энергии на охлаждение.
Исходя из закона сохранения энергии 
Для процесса тепловой баланс позволяет определить одну из статей:
· Для экзотермических автогенных процессов избыток тепловой энергии и соответственно количество тепла которое необходимо отводить за счет охлаждающей системы (элемента).
Qотв.= 
- (Qпрод + Qэнд)
· Для эндотермических процессов, количество тепла, которое необходимо ввести в систему за счет внешних источников энергии (топливо, электроэнергия, теплопередача извне).
Qподв.= 
- (Qмат + Qэкз)
Для экзотермических процессов можно - определив количество тепла, которое необходимо отвести из системы и выбрав тип охлаждения - рассчитать конкретные характеристики системы охлаждения (расход охлаждающего элемента, температуры хладоагента на входе и выходе охлаждающей системы, расход энергии электрического холодильника.
Для эндотермических процессов можно - определив количество тепла, которое необходимо подвести к системе и выбрав способ нагрева - рассчитать конкретные характеристики системы нагрева (расход топлива, расход электрической энергии).
Контрольные вопросы:
1. В чем сущность методики расчета материальных балансов технологических процессов.
2. Почему в методе расчета используется теория решения некорректных задач.
3. Для чего используются методы оптимизации при расчете материального баланса.
4. Что включается в таблицу тепловых балансов технологических процессов.
5. С какой целью составляются тепловые балансы процессов.