Роговой_задачи

часть дымовых газов из муфеля в дымовый канал, тем самым снижая их температуру. Дымовые газы отводят

через обводные каналы, имеющиеся в зоне, и охлаждают

их посредством ввода воздуха для разбавления.

Тепловой баланс зоны быстрого охлаждения изделий

Температура изделий снижается от 455 до 600 С.

Расходная часть

1) Тепловой поток в окружающую среду через ограж­

дения. Под муфеля имеет ту же толщину и материал, что

и в предыдущих зонах, т. е. шамот (')=0,065 м, шамотный легковес (')=0,13 м. Толщина забивки свода уменьшена

до 0,115 м, а для стен остается та же. Материал - шла­

ковая вата. Длина зоны 6 м. Температура внутренней по­

верхности участков составит:

дЛЯ пода муфеля tвп = 150 ос.

Площадь теплоотдающих поверхностей:

РСТ = 2·0,52·6 = 6,2м2; РеВ = 1,9·6 = 11 ,4м2;

FПОД = 1,9·6 = 11 ,4м2.

Термическое сопротивление теплопередаче:

0,115

RCT =2,38; Rcb =0,1+--=1,74; Rпод =0,6. 0,07

Определяем тепловой поток в окружающую среду

через ограждения:

ФПОД= 15025 11,4=2,4кВт;

1000·0,6

Фl = 0,6 + 1,5 + 2,4 = 4,5 кВт.

2) Тепловой поток, уносимый воздухом из зоны быст­

рого охлаждения, равен тепловому потоку, вносимому в

зону отжига при t=425° С: Ф2=65 кВт.

230

Приходная часть

{) Тепловой поток, выделяемый изделиями при ох­ лаждении от 455 до 600 С, кВт:

c~~5 = 0,88 кДж/(кг.ОС);

c~~ = (0,1605 +0,00011.60) 4,19 = 0,7 кДж/(кг.ОС).

Фl = 0,272 (0,88.455- 0,7.60) = 97,2кВт.

2) Тепловой поток, выделяемый сеткой конвейера при

охлаждении:

Фj) = 0,062 (0,578·455 - 0,578.60) = 14,1 кВт.

3) Тепловой поток, вносимый воздухом при t= 250 С:

ФЗ = VB i;5 0,115.32,4 = 3,7 кВт.

Общий приход

Фприх = 97,2 + 14,1 +3.7 = 115 кВт.

Общий расход

Фрасх = 4,5 + 65 = 69,5 кВт.

Взоне имеется большой избыток теплоты:

ФИЗб = 115 - 69,5 = 45,5кВт.

Эта теплота отводится частично с дымовыми газами через отводные трубы в общую дымовую трубу, располо­

женную над печью, а также посредством разбавления

АЫМОВЫХ газов воздухом через специальные клапаны.

Расчет расхода топлива

Общий расход топлива печью отжига будет склады­

ваться из расхода его двумя первыми зонами:

VT = Х1 +ХЙ = 0,00523 +О,ооm = 0,00694 M3jC.

Принимаем 10% запаса на неучтенные потери теплоты,

VT = 0,00694·1,1 = 0,00762 МЗ/С.

Часовой расход топлива

0,00762·3600 = 27,4 м~/ч.

231

Расход теплоты на отжиг 1 кг стеклоизделий=

Расход теплоты соответствует паспортным данным. Составляем сводную таблицу теплового баланса

(табл. VH 34).

6. Расчет объема воздуха и дымовых гаЗ0В

8 конце отжига

Дымовые газы, образующиеся в верхней и нижней

топках, направляются в верхний и нижний муфели. Верх­

ний муфель короткий (длиной 4,5 м), а нижний проходит вдоль всей закрытой части печи. При движении дымовых газов по нижнему муфелю они постепенно охлаждаются, отдавая тепло муфелю и изделиям, и через обводные ка­

налы постепенно отводятся в верхний дымоход, куда по­

небольшой избыток теплоты, и особенно в зоне быстрого

охлаждения, необходимый режим отжига достигается за счет разбавления дымовых газов воздухом, впускае­

мым в необходимом количестве через специальные кла­ паны в нижний муфель. Вся избыточная в зоне теплота

передается воздуху, необходимый объем которого и рас­

считывают ниже.

В зоне отжига избыток теплоты составляет 2 кВт. Из­ Аелия охлаждаются до 4550 С. Темпftратура охлаждаю-

233

щего воздуха должна быть на 1000 ниже температуры из­ делий, которые в зоне медленного охлаждени~ имеют: t=455° С, tи=455-100=355° С.

Объем воздуха рассчитывают из равенства, кВт:

где ФИЗб - избыток теплоты.

В зоне быстрого охлаждения избыток теплоты

45,5 кВт, а средняя температура изделий и воздуха соот­

Всего воздуха для разбавления дымовых газов по­

требуется Vи=0,005+0,28=0,285 м3/с, или на 1 м3 топ­

лива 0,285 =37,4 м3.

0,0762

Расход воздуха при условии СХобщ=2,48 составил

V~ =23,3 м3.

Б конце отжига расход воздуха составит

Vа = 23,3 + 37,4 = 60,7 м3 на 1 м3 топлива.

Коэффициент избытка воздуха (конечный)

аН= 60,7 =6,45.

9,4

Последующий расчет производим при условии схК =7:

V~ = 9,4·7 = 65,8 м3 на 1 м3 топлива.

Объем и состав дымовых газов: VC0 2 и Vн.оостанется

234

Плотность дымовых газов данного состава определя­ ют по формуле

Итак, получены начальный и конечный объемы дымо­

вых газов:

V~ = 0,00762.24,4 = 0,19 м3/с;

V~ = 0,00762·66,9 = 0,52 мВ/с.

7. Расчет вытяжных устройств

Для определения высоты дымовой трубы рассчитыва­

ем необходимое отрицательное давление:

р = (~L'1PM + L'1PTP) Кз ,

где '2.L'1PM - общая потеря давления на преодоление местных

сопротивлений, Па;

L'1PTp - потеря давления на трение, Па;

Кз - коэффициент запаса.

Потерю давления на преодоление местных сопротив­

лений рассчитывают по формуле (Па)

(j)2

t

L'1PM = ~2Pt'

где ~ - коэффициент местного сопротивления (находится по приложению 5);

(j)t - средняя скорость дымовых газов на участке при данной

температуре, м/с; Р! - плотность дымовых газов при данной температуре, кг/ма.

Среднюю скорость рассчитываем по формуле (м/с)

Vt

(j)t=p'

t

где Vt = Vд (1+ 273) м3/с

F - площадь поперечного сечения участка, м2;

273

Р! = Рд 273 + t .

Рассчитываем площадь сечения участков:

1 муфель, состоящий из шести каналов, высотой

0,18 м, шириной 0,2 м каждый;

F = 0,18.0,2.6 = 0,22 м2;

235

~ 1611,95па

2) дымоотводные 1\.аналы диаметром каждый 0,12 м:

Расчет потери давления на дымовом тракте сводим в табл. VII.35. Расчет ведем по участкам движения дымо­ вых газов: муфель - до третьего отводного канала; тре­ тий отвод - в общий дымоход и затем по общему дымо­

ходу до дымовой трубы.

Принимаем распределение дымовых газов по кана­

лам:

1) считаем, что 75% дымовых газов образуется в ниж­

ней 10пке, являющейся основной:

y~ = 0,19·0,75 = 0,14 мЗjС.

Остальные дымовые газы образуются в верхней

топке:

y~ = 0,19~O,14 = 0,05 M3jc;

2) из нижнего муфеля в первый и второй отводы на­ правляется по 0,01 мЗ/с, в третий и последующие - 0,04; 0,06; 0,06 мЗ/с дымовых газов;

3) разбавление дымовых газов воздухом в нижнем

муфеле происходит постепенно при добавлении 50 % воз­

духа от объема дымовых газов перед каждым отводом.

Температура при слиянии газов от третьего отвода с

верхним потоком повышается за счет более высокой тем­

пературы дымовых газов в верхнем потоке.

Пояснения к расчету коэффициента местного сопро­

тивления ~ (приложение 5) приведены ниже.

1) Вход в муфель - вход в систему каналов, ~I=2,5. 2) Муфель представляет собой шесть каналов, сужа­

ющихся в стыках секций; каждое такое сопротивление подобно диафрагме. Для участка муфсля до третьего

отвода принимаем ~=20.

237

3) Отвод части газов в ДЫМОВОЙ канал - раздающий

тройник под углом 900. Определяем

d ф=-=--=о 19м

му по, 76. 6 ' - '

где dмуф - гидравлический диаметр муфеля, м, П - периметр канала, м,

~=0.12=0 63'

- = - =1,6 .

0012,5

Взависимости от величины отношения диаметров ~

d1

002

И скорости ~ ~ находим по приложению 5: ~=0,5.

5) Вход в третий отводной канал - сопротивление «вход В канал» ~=0,5, для двух каналов ~= 1.

6) Повороты в отводных каналах - колено круглого

сечения:

заслонка» с углом а=200 ; ~= 1,54.

8) Поворот в общий дымоход - сопротивление «ко­

а

лено круглого сечения» с - =0; ~= 1,3. d

9) Слияние в верхним потоком - «крестовина». Необ-

ходимо определить отношение скоростей ~ до и после

ООк

слияния:

ООн

238

10) то же, что и по п. 9, при (йн=4 м/с: ffiи=6,15 м/с,

~=_4_=o,6; ~=1.

13)Регулирующая заслонка - сопротивление «дрос­ сельная заслонка»; принимаем угол поворота 300; ~=3,9.

14)Поворот на 900 и вход в дымовую трубу; прини­

маем ~=2.

Итак, потеря давления от местных сопротивлений со­ ставила 611,95 Па (см. табл. VII.35).

ДЛЯ определения необходимого отрицательного дав­

ления в дымовой трубе рассчитываем потери давления на трение в дымоходе и муфеле. Потери на трение в дымо­ ходе (Па) определятся по формуле

0)2 l

ДРтр = л ""2 Pt d .

где л - коэффициент трения (для металлических стенок дымохода

плотность дымовых газов при средней температуре в дымоходе, Kr/MS•

Принимаем среднюю температуру дымовых газов в дымоходе

Для расчета потери давления необходимо определить скорость (м/с) по формуле

Vt

ООСР=р

Для этого необходимо сначала определить Vt - объ­ ем дымовых газов при 3500 С. Первоначальный средний

239