| Оксид | Сi, кДж/(кг·К) | Применяется при температуре, оС |
| SiO2 (кварц. стекло) | 0,934+0,000258·(t+273) | 25 … 980 |
| SiO2 (α-кварц) | 1,006+0,000135·(t+273) | 573 … 1060 |
| SiO2 (β-кварц) | 0,783+0,000572·(t+273) | 25 … 573 |
| SiO2 (α-кристобалит) | 1,005+0,000142·(t+273) | 250 … 1728 |
| SiO2 (β-кристобалит) | 0,299+0,001470·(t+273) | 25 … 268 |
| SiO2 (α-тридимит) | 0,952+0,000184·(t+273) | 380 … 1470 |
| SiO2 (γ-тридимит) | 0,228+0,001731·(t+273) | 25 … 110 |
| Al2O3 (корунд) | 1,126+0,000126·(t+273) | 25 … 2050 |
| TiO2(рутил) | 0,942+0,000015·(t+273) | 25 … 1800 |
| Fe2O3(гематит) | 0,616+0,000488·(t+273) | 25 … 677 |
| СаО | 0,872+0,000081·(t+273) | 25 … 2500 |
| MgO | 1,016+0,000182·(t+273) | 25 … 2825 |
| Cr2O3 | 0,786+0,000061·(t+273) | 25 … 2330 |
| K2O | 0,766+0,000444·(t+273) | 25 … 1154 |
| Na2O | 1,040+0,000365·(t+273) | 25 … 1100 |
Расчет теплоемкости необожженных изделий (Сн, кДж/(кг·К)), поступающих в печь при температуре(tн, оС) с учетом остаточной влажности сырца после сушки, производят по формуле (2.2):
, (2.51)
где Сс – теплоемкость изделий после сушки (кДж/(кг·К)), которую принимают равной теплоемкости обоженных изделий при комнатной температуре (tн, оС) и рассчитывают по формуле (2.51); W0 – влажность сырца, мас.%.
Пример расчета. Керамический кирпич после сушки поступает в печь из цеха с температурой tH, равной 20оС, характеризуется относительной влажностью W0, равной 8 мас. % и имеет после обжига следующий химический состав мас. %: SiO2 – 70,72; Al2O3 – 9,23; TiO2 – 0,84; Fe2O3 – 4,15; CaO – 8,54; MgO – 1,22; K2O – 3,54; Na2O – 1,76. Рассчитать теплоемкости полуфабриката после сушки (Сн) и обоженного материала при максимальной температуре обжига (Ск).
Ход расчета. В начале на основании данных табл. 2.6 рассчитывают при tн = 20оС теплоемкость оксидов (Сi, кДж/(кг·К)), содержащихся в обоженном кирпиче:
| для SiO2 (β–кварц) | Сβ-SiO2 = 0,783+0,000572·(20+273)=0,951; |
| для Al2O3 | СAl2O3 = 1,126+0,000126·(20+273)=1,130; |
| для TiO2 | СTiO2= 0,942+0,000015·(20+273)=0,946; |
| для Fe2O3 | СFe2O3= 0,616+0,000488·(20+273)=0,759; |
| для СаО | ССаО = 0,872+0,000081·(20+273)=0,896; |
| для MgO | СMgO = 1,016+0,000182·(20+273)=1,119; |
| для K2O | СK2O = 0,766+0,000444·(20+273)=0,896; |
| для Na2O | СNa2O = 1,040+0,000365·(20+273)=1,147. |
Затем по формуле (2.52) рассчитываем теплоемкость изделий после сушки (Сс, кДж/(кг·К)):
(2.52)
Подставляем рассчитанное значение Сс =0,986 кДж/(кг·К) и величину остаточной влажности кирпича – сырца W0 = 8 мас. % в формулу (2.53) и получаем искомое значение теплоемкости необожженных изделий Сн, кДж/(кг·К):
(2.53)
Расчет теплоемкости Ск, кДж/(кг·К) обжигаемого керамического кирпича при конечной температуре обжига tк, равной 1000оС производят по формуле (2.54) после предварительного определения при этой же температуре теплоемкости оксидов Сi, кДж/(кг·К), содержащихся в обоженном кирпиче:
| для SiO2 (α – кварц) | Сα-SiO2 = 1,006+0,000135·(1000+273)=1,178; |
| для Al2O3 | СAl2O3 = 1,126+0,000126·(1000+273)=1,286; |
| для TiO2 | СTiO2= 0,942+0,000015·(1000+273)=0,961; |
| для Fe2O3 | СFe2O3= 0,616+0,000488·(1000+273)=1,237; |
| для СаО | ССаО = 0,872+0,000081·(1000+273)=0,975; |
| для MgO | СMgO = 1,016+0,000182·(1000+273)=1,298; |
| для K2O | СK2O = 0,766+0,000444·(1000+273)=1,331; |
| для Na2O | СNa2O = 1,040+0,000365·(1000+273)=1,505. |
(2.54)
Аэродинамические расчеты
Работа промышленной печи в значительной степени зависит от ее аэродинамической характеристики. Аэродинамические расчеты тепловых агрегатов выполняются для определения сопротивлений на пути движения газов, воздуха и продуктов горения, что необходимо для выбора тяго-дутьевых устройств и расчета дымовой трубы. Аэродинамические расчеты включают непосредственно аэродинамический расчет теплового агрегата и подбор вентилятора или дымососа. Аэродинамические расчеты печей различных конструкций приведены в литературных источниках.
2.5.1. Подбор вентилятора
Вентиляторы подбираются по их рабочим характеристикам, составленным по результатам испытаний в виде графиков в логарифмических координатах и опубликованных в каталогах и справочниках.
Характеристики вентиляторов и дымососов приведены в прил.17.
Исходными данными для подбора вентилятора являются: требуемая производительность (подача) вентилятора V, м3/ч; полное давление Рпол. Па, которое он должен развивать
Рпол= ΣРпот+Рдин, (2.55)
где ΣРпот – сумма всех рассчитанных аэродинамических сопротивлений, Па;
Рдин – динамическое давление, создаваемое вентилятором, Па, нанесенное на его рабочей характеристике.
Сумма всех аэродинамических сопротивлений может быть определена по следующей формуле, Па:
ΣРпот = R+Z+P, (2.56)
где R – сопротивления трения, Па;
Z – местные сопротивления, Па;
Р – сопротивления подъемной силы газов, Па.
Порядок подбора следующий: на нижнем графике номограммы для подбора вентилятора прил.18 отмечают точку, образуемую линией требуемой подачи вентилятора и наклонной линией, соответствующей номеру принимаемого (в качестве первого варианта расчета) вентилятора. Из найденной точки опускают вниз вертикальную линию и на ее пересечении со шкалой, находят величину развиваемого вентилятором давления. По формуле (2.55) определяют требуемое давление. Из точки пересечения линии подачи с номером вентилятора проводят вертикальную линию вверх и отмечают ее пересечение с линией полного давления (подсчитанного по формуле (2.55)). Эта точка определяет КПД вентилятора – наклонные прямые линии на верхнем графике. Если эта точка оказалась в полосе очень низкого КПД, то выбирают другой номер вентилятора и повторяют все вновь. Повторения осуществляются до тех пор, пока рабочая точка не окажется в полосе значений КПД, составляющей не менее 80% максимального КПД (прил. 17). После этого читают величину А – кривые линии на верхнем графике и определяют число оборотов n ротора
(2.57)
Требуемая мощность N двигателя для вентилятора с учетом 20% -ного запаса, кВт
, (2.58)
где ηв – КПД вентилятора;
ηр.п. – КПД ременной передачи (при клиноременной передачи ηр.п=0,95, при плоскоременной ηр.п. =0,9).
Зависимость между производительностью вентилятора Vпол, числом оборотов n и мощностью двигателя вентилятора N при изменении плотности воздуха или газа ρ и числа оборотов представлена в табл.2.7.
Таблица 2.7
Дата: 2019-02-02, просмотров: 225.
