Конструкційний розрахунок електричної печі

3.10 Конструкційний розрахунок електричної печі

Площа дзеркала варочного басейна F_в визначається за формулою:

F_в = G / у,

де G – продуктивність печі, кг/доб.; у – питоме знімання скломаси з 1 м² басейна. Залежить від температури варіння.

F_в = 712 / 80 = 8,9 м²

Ширина варильного басейна N = 1,8 м, тоді довжина варильного басейна печі буде:

l = F / N = 8,9 / 1,8 = 4,94 м

Глибину басейна приймаємо рівною 1,5 м.

Висота від дзеркала скломаси до п’ят зводу 0,3 м. 30

Всі стадії скловаріння проходять в басейні у вертикальному напрямку. Скломаса з печі прямо поступає з протока в живильник. Для підтримки теплового режиму, під час розігріву печі у виробіточній частині, передбачена установка електродів.

Звід басейну повинен бути ретельно заізольованим.

Кількість печей при заданій річній продуктивності на заводі, що проектується:

N = Р^г / (m P),

де Р^г – річна продуктивність, т/рік; m – число робочих днів з урахуванням ремонту; P – продуктивність однієї печі, т/доб.

N = 250 / (351 · 1,0) = 0,71 ≈ 1

Для використання даної річної продуктивності знадобиться одна піч.

3.11 Теплотехнічний розрахунок

Тепловий баланс печі

Витрата тепла на дегазацію:

V_п.д. = G_п.д. / с_п.д.,

де G_п.д. – кількість продуктів дегазації в кг/кг шихти (G_п.д = 0,25 кг/кг); с_п.д. – густина продуктів дегазації (с_п.д.= 2 кг/м³).

V_п.д. = 0,25 / 2 = 0,125 м³

q_г = 0,125 · 0,95 · 0,25 · 1580 = 46,9 кДж/кг

Теплота плавлення скла, q_пл:

q_пл = 347 G_m (1 – G_п.д.) = 347 · 0,95 · (1 – 0,25) = 247,2 кДж/кг

Витрати тепла на випаровування, q_вип.:

q_вип. = 2510 · V_Н2О · G_m,

де V_Н2О – об’єм вологи, що знаходиться в шихті.

V_Н2О = G_Н2О / с_Н2О = (0,035 · 0,95) / 1 = 0,033 м³

q_вип. = 2510 · 0,033 · 0,95 = 78,7 кДж/кг

Загальні витрати тепла:

q_х = q_с + q_м + q_г + q_пл. + q_вип. = 11084,6 + 1833,8 + 46,9 + 247,2 + 78,7 = 13291,2 кДж/кг

Q₁ = 13291,2 кДж

Витрати тепла на склоутворення:

Q₂ = G_сm q_с = 0,16 · 11084,6 = 1773,5 кДж

Втрати тепла з випромінюванням крізь засипний отвір:

Q₃ = 0,0057 [(Т_г / 100)⁴ – (Т_в / 100)⁴] ц F,

де Т_г, Т_в – температура пічного простору і навколишнього повітря, ⁰К; ц – коефіцієнт діафрагмування (ц = 0,59); F – площа перетину засипного отвору, м².

Т_г = t_g + 273,

де t_g – дійсна температура, ⁰С;

Т_г = 1620 + 273 = 1893 ⁰К;

Т_в = 20 + 273 = 293 ⁰К;

Висота засипного отвору 0,2 м, довжина – 3 м. F = 0,2 · 3 0,6 м²

Q₃ = 0,0057 · [(1893 / 100)⁴ – (293 / 100)⁴] · 0,59 · 0,6 = 259 кДж

Витрати тепла з випромінюванням у влети:

Q₄ = 0,0057 [(Т_г / 100)⁴ – (Т_вл / 100)⁴] ц F_вл

Розміри влета – (2 х 0,45) м; кількість влетів – z = 5.

Отже, F_вл = (2 · 0,45) z =(2 · 0,45) · 5 = 4,5 м²

Т_вл = 1300 + 273 = 1573 ⁰К

Q₄ = 0,0057 · [(1893 / 100)⁴ – (1573 / 100)⁴] · 0,59 · 4,5 = 1017 кДж

Втрати тепла у навколишнє середовище в пічній зоні:

q = 0,001 (t_г – t_в ) F / [(1 / л) + У (у / л_і)]

q_с = q₁ G₁ G_m + q₂ G₂ G_m + ... + q_nG_n G_m,

де q₁, q₂ ...q_n– теплові ефекти утворення оксидів, які переходять у скло, кДж/кг; G₁, G₂...G_n – вагові кількості оксидів, кг/кг (із розрахунків шихти).

Сухих матеріалів на 1 кг скла:

G_m = 100 / (100 + G_б – G_п.д.),

де G_б – кількість склобою, що вводиться в шихту (30 %); G_п.д. – кількість легких продуктів дегазації (25 %).

G_m = 100 / (100 + 30 – 25) = 0,95.

q_с = 1537 · 1 · 0,95 + 952 · 7 · 0,95 + 3467 · 1 · 0,95 = 11084,6 кДж/кг

Витрати тепла на нагрів 1 кг скломаси до t_с = 1580 ⁰С при початковій температурі шихти t_п = 20 ⁰С:

q_м = С_с t_с – (G_m С_m t_п + G_б С_б t_к),

де С_с – середня теплоємкість скломаси, кДж/кг·град; С_m – середня теплоємкість шихти (0,963 кДж/кг·град); С_б – середня теплоємкість склобою (0,756 кДж/кг·град).

С_с = 0,672 · 0,00046 t_с = 0,672 · 0,00046 · 1580 = 1,399 кДж/кг·град

q_м = 1,399 · 1580 – (0,95 · 0,963 · 20 + 0,3 · 0,756 · 1580) = 1833,8 кДж/кг

Витрати тепла на нагрів продуктів дегазації до t= 1580 ⁰С:

q_г = V_п.д. G_m G_п.д. t_п.д.,

де V_п.д. – об’єм продуктів дегазації, м³/кг. V_п.д. = G_п.д. / с_п.д.

– дном – q₁ = 822,5 кДж/кг;

– стінками басейну – q₂ = 893,8 кДж/кг;

– стінками пічного простору – q₃ = 40 кДж/кг;

– зводом – q₄ = 1157,6 кДж/кг.

Q₅ = 822,5 + 893,8 + 40 + 1157,6 = 2914 кДж

Витрати тепла на охолодження електродів:

Q_е = m s,

де m – питомі тепловитрати з 1 см² електродів (35 кДж/см²); s – площа поверхні електрода, см².

s = 2 р r (r + h),

де r – діаметр електрода (5 см); h – довжина електрода (70 см).

s = 2 · 3,14 · 2,5 (2,5 + 70) = 1138,3 см²

Q₆ = 35 · 1138,3 = 39840,5 кДж

Разом витрати:

Q = 13291,2 + 1773,5 + 259 + 1017 + 2914 + 39840,5 = 59095,2 кДж

Необхідна потужність:

Р = Q К / 860,

де К – коефіцієнт запасу (приймаємо рівним 1,1).

Р = 59095,2 · 1,1 / 860 = 75,6 кВт

ККД печі:

N = (G_cт Q_с / У Q) 100%,

де G_cт – продуктивність печі, т/доб.; Q_с – витрати тепла на склоутворення; У Q – сума всіх витрат тепла.

N = (0,712 · 13291,2) / 59095,2 · 100% = 46,02%.

Похожие работы

Проект виробництва тарного скла

Скачать

90998

20

11

... 358=41,21 т/на добу Продуктивність печі встановлюють за більшим розрахунковим показником. Кількість печей залежить від загальної кількості працюючих машин і кількості машино ліній в цеху. При виробництві тарного скла приймаємо одну піч продуктивністю 50 т/на добу. Кількість шихти на річну програму становить: Ш= К·(q/100)·Е де К- коефіцієнт, що враховує співвідношення шихти і ...

Технологія виробництва масла бутербродного методом перетворення високожирних вершків

Скачать

73928

13

1

... згідно рецептур. Вершки отримують сепаруванням молока. Вони мають широке застосування. З вершків отримують сметану і вершкове масло. Жирність вершків встановлюються в залежності від способу виробництва масла. При виробництві масла методом перетворення високожирних вершків жирність вершків становить 32–37%. Для виробництва солодковершкового масла також застосовують: – молоко незбиране сухе; –  ...

Сумочка-косметичка: використання технології ручного плетіння гачком та бісером

Скачать

65709

10

9

... С. А., Корнійчук М. О. Основні види рукоділля: теорія та практика застосування. – Наука і освіта, 2007. – 98 с. 4. Братун Д. В. Особливості застосування ручного плетіння гачком// Прикладне мистецтво. – 2007. – № 4. – С. 17-20 5. Васильева И. И. Бисероплетение. Шкатулки. Сумочки: Практическое пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2000. – 64 с., ил. 6. Вяжем крючком, создаём классику. – Х.: Веста: Изд. ...

Розробка і стандартизація складу та промислової технології одержання очних крапель антиалергічної дії

Скачать

46317

14

0

... О.Г. Фетісова, Л.М. Андрюкова. // Міжнародний медико-фармацевтичний конгрес “Ліки та життя”. Київ, 6-9 лютого 2007 р. – Київ, 2007. – С. 114. Фетісова О.Г. Розробка і стандартизація складу та промислової технології одержання очних крапель антиалергічної дії – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.03 – стандартизація та організац ...