Реферат: Тепловой расчет печи

--PAGE_BREAK--


Тепловой эффект образования бемита из гидраргиллита
<img width=«268» height=«28» src=«ref-2_796395150-503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">
<img width=«229» height=«27» src=«ref-2_796395653-533.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">,
где <img width=«32» height=«24» src=«ref-2_796396186-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">  — стандартная теплота образования гидраргиллита, кДж/кг;

<img width=«33» height=«24» src=«ref-2_796396307-127.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">  — стандартная теплота образования бемита, кДж/кг;

<img width=«47» height=«25» src=«ref-2_796396434-183.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">  — стандартная теплота образования воды, кДж/кг.
<img width=«489» height=«27» src=«ref-2_796396617-905.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">.
Тепловой эффект образования γ-Al2O3из бемита
<img width=«229» height=«28» src=«ref-2_796397522-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">
<img width=«224» height=«27» src=«ref-2_796398005-518.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">,
где <img width=«33» height=«25» src=«ref-2_796398523-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">  — стандартная теплота образования γ-Al2O3, кДж/кг.
<img width=«475» height=«27» src=«ref-2_796398652-892.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">.
Тепловой эффект реакции перекристаллизации при переходе из γ-Al2O3в α-Al2O3
<img width=«172» height=«28» src=«ref-2_796399544-374.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">
<img width=«153» height=«27» src=«ref-2_796399918-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">,
где <img width=«35» height=«24» src=«ref-2_796400321-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">  — стандартная теплота образования α-Al2O3, кДж/кг.
<img width=«380» height=«27» src=«ref-2_796400449-748.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">.
При образовании 100 % α-Al2O3из γ-Al2O3тепловой эффект реакции составляет –320,4118 кДж/кг, тогда при образовании 10 % α-Al2O3тепловой эффект реакции равен –32,0412 кДж/кг.
<img width=«385» height=«24» src=«ref-2_796401197-602.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">.
4 Затраты тепла на испарение влаги <img width=«93» height=«24» src=«ref-2_796401799-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">,
<img width=«249» height=«51» src=«ref-2_796402018-684.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">,
где 0,53 — содержание кристаллизованной влаги в гидроокиси алюминия, кг;

2258,41 — скрытая теплота испарения воды, кДж/кг.
<img width=«351» height=«45» src=«ref-2_796402702-791.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">.
5 Затраты тепла на нагрев влаги до температуры отходящих газов <img width=«103» height=«25» src=«ref-2_796403493-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">,
<img width=«311» height=«51» src=«ref-2_796403731-814.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">,
где 22,4 — объем занимаемый одной грамм-молекулой водяного пара;

18 — молекулярный вес воды;

<img width=«37» height=«25» src=«ref-2_796404545-135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">  — средняя теплоемкость водяных паров при температуре отходящих газов, кДж/м3°С;

<img width=«31» height=«25» src=«ref-2_796404680-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">  — температура водяных паров, °С. Принимается равной температуре отходящих газов в холодном обрезе печи.
<img width=«423» height=«45» src=«ref-2_796404802-913.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">.
6 Затраты тепла с воздухом подсоса со стороны холодной головки вращающейся печи <img width=«95» height=«24» src=«ref-2_796405715-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">,
<img width=«172» height=«24» src=«ref-2_796405932-408.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">,
где <img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796406340-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">  — объем воздуха подсасываемого в печь, м3/кг. Принимается равным   11,7 % от теоретически необходимый объем воздуха;

<img width=«20» height=«24» src=«ref-2_796406440-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">  — средняя теплоемкость воздуха, при температуре дымовых газов, кДж/м3°С;

<img width=«27» height=«24» src=«ref-2_796406543-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">  — средняя теплоемкость подсасываемого воздуха, кДж/м3°С;

<img width=«21» height=«24» src=«ref-2_796406657-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">  — температура подсасываемого воздуха, °С.
<img width=«388» height=«24» src=«ref-2_796406760-733.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">.
7 Затраты тепла с пылью в систему газоочистки <img width=«97» height=«24» src=«ref-2_796407493-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">,
<img width=«143» height=«24» src=«ref-2_796407715-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">,
где <img width=«31» height=«24» src=«ref-2_796407969-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">  — количество пыли в отходящих из печи газах, кг/кг глинозема;

<img width=«32» height=«24» src=«ref-2_796408083-119.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">  — средняя теплоемкость пыли при данной температуре в зависимости от фазового состава, кДж/кг°С;

<img width=«25» height=«24» src=«ref-2_796408202-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">  — температура пыли, °С.
<img width=«308» height=«24» src=«ref-2_796408311-498.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">.
8 Теплопотери в окружающую среду поверхностью оборудования <img width=«95» height=«24» src=«ref-2_796408809-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">,

<img width=«127» height=«25» src=«ref-2_796409025-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">,
где 0,12 — потери в окружающую среду печью.
<img width=«321» height=«24» src=«ref-2_796409282-510.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">.
Таблица 1.3 – Тепловой баланс печи кальцинации



Приход тепла

кДж/кг

Расход тепла

кДж/кг

1 Теплота сгорания топлива

3985,396

1 Физическое тепло глинозема, выходящего из печи

762,37

2 Физическое тепло топлива

19,0045

2 Физическое тепло отходящих газов

407,3144

3 Теплосодержание сухого гидрата

75,6463

3 Тепло затраченное на реакцию дегидратации и перекристал­лизации гидроокиси алюминия

684,3667

4 Теплосодержание внешней влаги в гидроокиси алюминия

28,492

4 Затраты тепла на испарение влаги

1580,887

5 Теплосодержание воздуха, поступающего в печь на сжигание топлива

689,2915

5 Затраты тепла на нагрев влаги до температуры отходящих газов

334,3324

6 Теплосодержание пыли из системы пылеулавливания

<img width=«57» height=«21» src=«ref-2_796409792-161.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">

6 Затраты тепла с воздухом подсоса со стороны холодной головки вращающейся печи

386,5196





7 Затраты тепла с пылью в систему газоочистки

612,7678





8 Теплопотери в окружающую среду поверхностью оборудования

478,2476

Итого

5246,9483

Итого

5246,8055



1.2.2 Определение температуры горения топлива

Теоретическую температуру горения <img width=«56» height=«25» src=«ref-2_796409953-159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">, рассчитывают по формуле:
<img width=«281» height=«48» src=«ref-2_796410112-615.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">,
где <img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796410727-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">  — физическое тепло нагретого воздуха, кДж/кг;

<img width=«21» height=«25» src=«ref-2_796410823-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">  — физическое тепло топлива,кДж/кг;

<img width=«31» height=«24» src=«ref-2_796410937-117.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">  — количество тепла, расходуемого на диссоциацию RО2 и Н2О,кДж/кг;

<img width=«68» height=«24» src=«ref-2_796411054-163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">  — потеря тепла от неполноты горения (в данном случае <img width=«99» height=«24» src=«ref-2_796411217-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">),кДж/кг;

<img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796411423-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">  — объем продуктов сгорания, м3/кг;

<img width=«20» height=«24» src=«ref-2_796411521-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">  — средняя теплоемкость продуктов сгорания, кДж/м3°С.

Физическое тепло воздуха при получении 1 кг Al2O3определяется из формулы, кДж/кг,
<img width=«141» height=«25» src=«ref-2_796411621-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">,
<img width=«369» height=«24» src=«ref-2_796411882-569.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">.
Объем газов от горения 0,0955 кг мазута, м3:
<img width=«221» height=«27» src=«ref-2_796412451-454.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">
<img width=«221» height=«27» src=«ref-2_796412905-451.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">
<img width=«217» height=«27» src=«ref-2_796413356-447.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">
<img width=«217» height=«27» src=«ref-2_796413803-442.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">
                                           Итого                 1,1563 м3
где 0,1562; 0,1431 и т. д. — количество продуктов сгорания, образующихся при горении 1 кг мазута.

Принимаем, что <img width=«31» height=«25» src=«ref-2_796414245-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170"> равно 2200 ° С.

Тогда количество тепла, расходуемого на диссоциацию RО2 и Н2О <img width=«97» height=«24» src=«ref-2_796414366-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">, определяется по формуле:
<img width=«316» height=«25» src=«ref-2_796414585-560.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">,
где 12758,55 и 10810,2 — теплоты диссоциации RО2 и Н2О кДж/м3 (приведено к нормальным условиям);

0,03 и 0,18 — степени диссоциации, определяющиеся по графику.
<img width=«479» height=«24» src=«ref-2_796415145-720.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">.
Тепло продуктов сгорания при 2200 °С
<img width=«607» height=«24» src=«ref-2_796415865-888.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">,
<img width=«479» height=«44» src=«ref-2_796416753-983.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">,
<img width=«381» height=«44» src=«ref-2_796417736-800.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">,
Принимаем <img width=«97» height=«25» src=«ref-2_796418536-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">; при этом <img width=«96» height=«27» src=«ref-2_796418760-242.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">.

Принимаем также <img width=«217» height=«27» src=«ref-2_796419002-419.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">.

Действительная максимальная температура газов в печи несколько ниже <img width=«60» height=«25» src=«ref-2_796419421-160.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">:

<img width=«88» height=«25» src=«ref-2_796419581-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">,
где <img width=«13» height=«17» src=«ref-2_796419769-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182">  — пирометрический коэффициент, учитывающий реальные условия горения.

Для вращающихся трубчатых печей <img width=«83» height=«21» src=«ref-2_796419857-188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">. Принимаем <img width=«49» height=«21» src=«ref-2_796420045-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">.

Тогда
<img width=«169» height=«24» src=«ref-2_796420190-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">,
округленно принимаем 1800 °С.


1.2.3 Определение основных размеров печи

Внутренний диаметр барабанной печи <img width=«47» height=«24» src=«ref-2_796420494-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">, определяется из условия оптимальной скорости движения газового потока в печи по формуле:
<img width=«100» height=«51» src=«ref-2_796420636-331.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">.
Принимаем, по данным практики, <img width=«88» height=«24» src=«ref-2_796420967-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">. Определяем действительное количество газов (<img width=«63» height=«25» src=«ref-2_796421161-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">) при производительности печи 44 т/ч и газовом потоке 2,0779 м3/кг.

Секундное количество отходящих газов, м3/с:
<img width=«277» height=«41» src=«ref-2_796421330-591.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190">,
при средней температуре газов в печи <img width=«199» height=«25» src=«ref-2_796421921-359.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">,
<img width=«288» height=«25» src=«ref-2_796422280-486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">,
<img width=«181» height=«47» src=«ref-2_796422766-459.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">.
Округленно получаем <img width=«67» height=«24» src=«ref-2_796423225-164.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">, при этом наружный диаметр <img width=«84» height=«25» src=«ref-2_796423389-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">.

Длину печи определяют из условия теплообмена в основных зонах печи. Ниже приводится метод зонального теплового расчета печи кальцинации (таблицы 1.4 и 1.5).

Принимаем потери тепла в окружающую среду, кДж: холодильник 40,651; I зона 80,8238; II зона 214,255; III зона 61,694; IV зона 44,477; V зона 36,3468.
Таблица 1.4 – Распределение материалов по зонам, кг



Зона

Температура материала в начале зоны
t'м, °С

Температура материала в конце зоны
t″м, °С

Наименование

Твердый материал в слое
Gм

Вода физическая
Gω

Вода гидратная   <img width=«19» height=«31» src=«ref-2_796423581-865.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196">

Пыль
Gп

Всего твердого материала
Gм∙п∙з

I

200

40

Поступает: гидроокись пыль из зон II и III

1,537+0,535

0,295

0,210

–

0,550

2,917

Выделяется

0,535

0,210

–

0,300

0,835

Выходит

2,082

–

–

–

2,082

II

900

200

Поступает

2,082

–

–

0,150

2,232

Выделяется

–

–

0,532

0,550

1,082

Выходит

1,150

–

–

–

1,150

III

1200

900

Поступает

1,150

–

–

–

1,150

Выделяется

–

–

–

0,150

0,150

Выходит

1,000

–

–

–

1,000

IV

1050

1200

Поступает

1,000

–

–

–

1,000

Выходит

1,000

–

–

–

1,000

V

700

1050

Поступает

1,000

–

–

–

1,000

Выходит

1,000

–

–

–

1,000
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Таблица 1.5 – Количества газов на границах зон I–V



Материал

V

IV

III

II

II

поступает

выходит

поступает

выходит

поступает

выходит

поступает

выходит

поступает

выходит

Топливо, кг

0,0955

0,0955

0,0955

–

–

–

–

–

–

–

Воздух, кг

1,0608

1,0608

1,0608

–

–

–

–

–

–

–

RO2, м3

–

–

–

0,1562

0,1562

0,1562

0,1562

0,1562

0,1562

0,1562

H2O, м3

–

–

–

0,1431

0,1431

0,1431

0,1431

0,8051

0,8051

1,0647

N2, м3

–

–

–

0,8241

0,8241

0,8241

0,8241

0,8241

0,8241

0,8241

O2, м3

–

–

–

0,0329

0,0329

0,0329

0,0329

0,0329

0,0329

0,0329

Итого

1,1563

1,1563

1,1563

1,1563

1,1563

1,1563

1,1563

1,8183

1,8183

2,0779

Пыль, кг

–

–

–

–

–

0,150

0,150

0,550

0,550

0,300



Количество тепла, получаемое или отдаваемое материалом, определяется как разность между количествами энергии, полученными материалом к началу и к концу зоны.

Зона I.

Общий расход энергии на нагрев материала к концу зоны I, <img width=«89» height=«24» src=«ref-2_796424446-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">,
<img width=«233» height=«24» src=«ref-2_796424667-425.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">,
<img width=«543» height=«24» src=«ref-2_796425092-819.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">.
Общий расход энергии на нагрев материала к началу зоны I, <img width=«91» height=«24» src=«ref-2_796425911-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">,
<img width=«369» height=«45» src=«ref-2_796426131-876.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">,
<img width=«589» height=«44» src=«ref-2_796427007-1070.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">.
Общее количество тепла, <img width=«91» height=«24» src=«ref-2_796428077-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">, которое необходимо передать материалу:

<img width=«95» height=«24» src=«ref-2_796428288-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">,
<img width=«400» height=«24» src=«ref-2_796428497-649.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">
в том числе <img width=«29» height=«27» src=«ref-2_796429146-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">  — количество тепла, которое, затрачивается на превращение и нагрев неразложившихся исходных веществ и твердых продуктов реакции <img width=«172» height=«27» src=«ref-2_796429274-356.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">.

Зона II
<img width=«139» height=«24» src=«ref-2_796429630-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">,
<img width=«360» height=«24» src=«ref-2_796429906-592.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">.
<img width=«424» height=«49» src=«ref-2_796430498-1024.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210">,
<img width=«529» height=«67» src=«ref-2_796431522-1249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">
<img width=«401» height=«24» src=«ref-2_796432771-646.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">
<img width=«175» height=«27» src=«ref-2_796433417-370.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">

Зона III
<img width=«153» height=«24» src=«ref-2_796433787-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214">,
<img width=«277» height=«24» src=«ref-2_796434084-478.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215">
<img width=«509» height=«24» src=«ref-2_796434562-790.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216">
<img width=«140» height=«27» src=«ref-2_796435352-290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">,
<img width=«371» height=«27» src=«ref-2_796435642-632.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218">
Зона IV
<img width=«209» height=«24» src=«ref-2_796436274-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">
<img width=«552» height=«24» src=«ref-2_796436659-837.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220">
<img width=«372» height=«27» src=«ref-2_796437496-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">
Зона V
<img width=«208» height=«24» src=«ref-2_796438115-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222">
<img width=«559» height=«24» src=«ref-2_796438495-842.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223">
<img width=«360» height=«27» src=«ref-2_796439337-591.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224">
Таблица 1.5 – Исходные данные для расчета температур газового потока по зонам





I


II

III

IV

V

<img width=«25» height=«27» src=«ref-2_796439928-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225">, кДж/кг

1074,1065

2483,6644

407,7944

–113,978

–266,11

<img width=«29» height=«24» src=«ref-2_796440049-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226">, кДж/кг

80,8238

214,255

61,694

44,477

36,3468
    продолжение
--PAGE_BREAK--


При последовательном расчете температур газового потока на границах зон известны его начальная температура <img width=«13» height=«24» src=«ref-2_796440163-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227"> и энтальпия <img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796440257-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228">. Из расчета находим конечные энтальпию <img width=«19» height=«24» src=«ref-2_796440357-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229"> и температуру <img width=«15» height=«24» src=«ref-2_796440463-100.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230">:
<img width=«77» height=«24» src=«ref-2_796440563-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">,
где <img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796440747-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">  — количество тепла, которое газовый поток получил или отдал в данной зоне, кДж/кг.

1.2.4 Температуры газового потока на границах зон

При сгорании топлива в условиях вращающейся печи не все выделяющееся тепло идет на нагрев продуктов сгорания, часть его передается излучением в зоны, примыкающие с обеих сторон к зоне горения, а также поступает в зону I вследствие рециркуляции продуктов сгорания. Поэтому действительная температура газового потока в зоне горения ниже <img width=«29» height=«25» src=«ref-2_796440843-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">. Остальные зоны печи также отдают тепло излучением соседним зонам, имеющим более низкую температуру.

При определении энтальпии и температуры газового потока в остальных зонах печи, кроме V и I, необходимо вводить поправку, учитывающую прямую отдачу тепла газовым потоком и степень равномерности его температуры. Такая поправка является функцией критерия Во.

Для зоны II вращающейся печи величину <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_796440964-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">, определяют по формуле:

<img width=«249» height=«27» src=«ref-2_796441167-428.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">,
где <img width=«13» height=«13» src=«ref-2_796441595-83.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236">  — количество тепла, отданное в зону I,кДж/кг;

<img width=«51» height=«24» src=«ref-2_796441678-138.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">  — количество тепла, выделившееся в зоне в результате сгорания топлива,кДж/кг;

<img width=«25» height=«27» src=«ref-2_796439928-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238"> -количество тепла, полученное или отданное материалом,кДж/кг;

<img width=«29» height=«24» src=«ref-2_796440049-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">  — потери тепла в окружающую среду, кДж/кг;
<img width=«145» height=«49» src=«ref-2_796442051-470.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">,
<img width=«99» height=«24» src=«ref-2_796442521-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">,
<img width=«215» height=«47» src=«ref-2_796442745-566.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">,
где <img width=«23» height=«24» src=«ref-2_796443311-111.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243">  — производительность печи, т/ч.

<img width=«33» height=«25» src=«ref-2_796443422-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244">  — теоретическая температура горения, К;

<img width=«21» height=«24» src=«ref-2_796443551-104.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245">  — диаметр печи внутренний, м.

Для зоны IIIиз формулы исключается величина z, а для остальных зон она принимает вид:
<img width=«193» height=«27» src=«ref-2_796443655-386.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">.
Определяем значения критерия Во, γ и х для II–IV зон
<img width=«285» height=«44» src=«ref-2_796444041-702.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">
<img width=«276» height=«24» src=«ref-2_796444743-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">

<img width=«517» height=«44» src=«ref-2_796445200-1006.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249">
Переходим к расчету газового потока отдельных зон.

Зона V. Начальную энтальпию газового потока <img width=«84» height=«24» src=«ref-2_796446206-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250">, определяем по формуле:
<img width=«225» height=«25» src=«ref-2_796446411-398.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">,
где <img width=«55» height=«25» src=«ref-2_796446809-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252">  — энтальпия глинозема, выходящего из печи и холодильника, кДж/кг;

<img width=«28» height=«25» src=«ref-2_796446977-122.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253">  — энтальпия воздуха, выбрасываемого из холодильника,кДж/кг;

<img width=«29» height=«25» src=«ref-2_796447099-125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254">  — потеря тепла в окружающую среду холодильником,кДж/кг;

<img width=«21» height=«25» src=«ref-2_796410823-114.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">  — физическое тепло топлива, поступающего в печь,кДж/кг;

<img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796410727-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">  — энтальпия воздуха, поступающего на установку,кДж/кг.
<img width=«539» height=«24» src=«ref-2_796447434-805.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">.
Начальная температура газового потока определяется методом подбора.

Энтальпия газового потока при 400 и 500 °С, кДж/кг:
<img width=«164» height=«24» src=«ref-2_796448239-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">,
<img width=«411» height=«25» src=«ref-2_796448522-680.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">,
<img width=«400» height=«25» src=«ref-2_796449202-665.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">,
<img width=«300» height=«44» src=«ref-2_796449867-749.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">.
Температура воспламенения газа 1000° С, определяем при этой температуре энтальпию газового потока <img width=«83» height=«24» src=«ref-2_796450616-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">,
<img width=«407» height=«24» src=«ref-2_796450826-652.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">.
Разность энтальпий газового потока на границах зон <img width=«88» height=«24» src=«ref-2_796451478-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264">,
<img width=«81» height=«24» src=«ref-2_796451685-184.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265">,
<img width=«321» height=«24» src=«ref-2_796451869-520.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">.
Газовый поток в зоне V получает тепло от охлаждающегося глинозема <img width=«31» height=«27» src=«ref-2_796452389-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267"> и из соседней зоны путем рециркуляции продуктов сгорания и прямой отдачи.

Количество тепла, <img width=«77» height=«21» src=«ref-2_796452520-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">, получаемое из соседней зоны:
<img width=«128» height=«27» src=«ref-2_796452707-280.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269">,
<img width=«345» height=«21» src=«ref-2_796452987-539.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270">
Зона IV
<img width=«272» height=«27» src=«ref-2_796453526-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271">,
<img width=«643» height=«48» src=«ref-2_796454009-1265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272">

Зона III
<img width=«143» height=«27» src=«ref-2_796455274-321.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273">,
<img width=«433» height=«24» src=«ref-2_796455595-692.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">
Зона II
<img width=«143» height=«27» src=«ref-2_796456287-319.coolpic» v:shapes="_x0000_i1275">,
<img width=«443» height=«24» src=«ref-2_796456606-706.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">
Зона I
<img width=«120» height=«27» src=«ref-2_796457312-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1277">,
<img width=«375» height=«24» src=«ref-2_796457577-601.coolpic» v:shapes="_x0000_i1278">
Определяем температуры газовых потоков.

Зона IV. Энтальпия газового потока:

при 1700 °С
<img width=«524» height=«48» src=«ref-2_796458178-1106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1279">
при 1600 °С
<img width=«509» height=«48» src=«ref-2_796459284-1092.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280">
<img width=«328» height=«44» src=«ref-2_796460376-787.coolpic» v:shapes="_x0000_i1281">.
Зона III. Энтальпия газового потока:

при 1500 °С
<img width=«609» height=«48» src=«ref-2_796461163-1224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282">
при 1400 °С
<img width=«600» height=«48» src=«ref-2_796462387-1203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1283">
<img width=«327» height=«44» src=«ref-2_796463590-796.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284">.
Зона II. Энтальпия газового потока:

при 700 °С
<img width=«596» height=«48» src=«ref-2_796464386-1191.coolpic» v:shapes="_x0000_i1285">
при 600 °С
<img width=«609» height=«48» src=«ref-2_796465577-1218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286">
<img width=«316» height=«44» src=«ref-2_796466795-765.coolpic» v:shapes="_x0000_i1287">.
Зона I. Энтальпия газового потока определяется при температуре 250 °С, т.к. <img width=«85» height=«25» src=«ref-2_796467560-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288">,
<img width=«596» height=«48» src=«ref-2_796467765-1188.coolpic» v:shapes="_x0000_i1289">
Определяем средние температуры материала <img width=«47» height=«25» src=«ref-2_796468953-148.coolpic» v:shapes="_x0000_i1290">, по зонам:
<img width=«83» height=«28» src=«ref-2_796469101-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1291">,
Зона I.
<img width=«152» height=«27» src=«ref-2_796469323-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292">

Зона II.
<img width=«168» height=«27» src=«ref-2_796469635-334.coolpic» v:shapes="_x0000_i1293">
Зона III.
<img width=«180» height=«27» src=«ref-2_796469969-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294">
Зона IV.
<img width=«187» height=«27» src=«ref-2_796470329-366.coolpic» v:shapes="_x0000_i1295">
Зона V.
<img width=«173» height=«27» src=«ref-2_796470695-344.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296">
Определяем средние температуры газового потока <img width=«47» height=«25» src=«ref-2_796471039-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1297">, по зонам:
<img width=«79» height=«28» src=«ref-2_796471184-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">,
Зона I.
<img width=«167» height=«27» src=«ref-2_796471393-333.coolpic» v:shapes="_x0000_i1299">
Зона II.
<img width=«173» height=«27» src=«ref-2_796471726-343.coolpic» v:shapes="_x0000_i1300">
Зона III.
<img width=«187» height=«27» src=«ref-2_796472069-365.coolpic» v:shapes="_x0000_i1301">
Зона IV.
<img width=«187» height=«27» src=«ref-2_796472434-365.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302">
Зона V.
<img width=«173» height=«27» src=«ref-2_796472799-347.coolpic» v:shapes="_x0000_i1303">
Определяем состав газовой фазы по зонам.

Зона III: <img width=«96» height=«23» src=«ref-2_796473146-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">, <img width=«99» height=«23» src=«ref-2_796473360-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1305">, <img width=«88» height=«23» src=«ref-2_796473580-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306"> (при α=1,15), <img width=«92» height=«24» src=«ref-2_796473782-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1307">.

Зона II: <img width=«207» height=«25» src=«ref-2_796473991-381.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308">, <img width=«111» height=«25» src=«ref-2_796474372-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1309">
<img width=«261» height=«48» src=«ref-2_796474622-639.coolpic» v:shapes="_x0000_i1310">,
<img width=«273» height=«48» src=«ref-2_796475261-663.coolpic» v:shapes="_x0000_i1311">.
Зона I: <img width=«216» height=«25» src=«ref-2_796475924-399.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312">, <img width=«117» height=«25» src=«ref-2_796476323-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1313">
<img width=«185» height=«44» src=«ref-2_796476577-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1314">,
<img width=«199» height=«44» src=«ref-2_796477034-486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1315">.
Определяем скорость движения материала в печи, коэффициент заполнения печи материалом, значения <img width=«15» height=«24» src=«ref-2_796477520-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1316"> и <img width=«13» height=«24» src=«ref-2_796477614-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1317"> по зонам.

Скорость движения материала в печи <img width=«60» height=«24» src=«ref-2_796477707-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1318">, определяем по формуле:
<img width=«101» height=«24» src=«ref-2_796477863-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1319">,
где <img width=«16» height=«21» src=«ref-2_796478091-96.coolpic» v:shapes="_x0000_i1320">  — угол наклона печи. При <img width=«63» height=«24» src=«ref-2_796478187-159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1321"> принимаем, что <img width=«59» height=«21» src=«ref-2_796478346-153.coolpic» v:shapes="_x0000_i1322">;

<img width=«13» height=«15» src=«ref-2_796478499-84.coolpic» v:shapes="_x0000_i1323">  — число оборотов печи, об/мин. Принимается равным<img width=«81» height=«21» src=«ref-2_796478583-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1324">.
<img width=«223» height=«24» src=«ref-2_796478780-375.coolpic» v:shapes="_x0000_i1325">
Коэффициент заполнения печи материалом <img width=«15» height=«17» src=«ref-2_796479155-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1326"> определяем из формулы:
<img width=«92» height=«45» src=«ref-2_796479249-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1327">,
где <img width=«16» height=«17» src=«ref-2_796479546-92.coolpic» v:shapes="_x0000_i1328">  — среднее количество материала, проходящего через зону, т/ч;

<img width=«13» height=«17» src=«ref-2_796479638-86.coolpic» v:shapes="_x0000_i1329">  — средняя объемная масса материала в зоне, т/м3;

<img width=«13» height=«15» src=«ref-2_796479724-85.coolpic» v:shapes="_x0000_i1330">  — время работы печи в сутки, ч.

Зона I
<img width=«248» height=«41» src=«ref-2_796479809-511.coolpic» v:shapes="_x0000_i1331">,
<img width=«91» height=«24» src=«ref-2_796480320-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1332">,
<img width=«261» height=«44» src=«ref-2_796480518-575.coolpic» v:shapes="_x0000_i1333">.
Площадь сегмента <img width=«45» height=«25» src=«ref-2_796481093-142.coolpic» v:shapes="_x0000_i1334">, (части печи, заполненной материалом):

<img width=«76» height=«44» src=«ref-2_796481235-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1335">,
<img width=«192» height=«44» src=«ref-2_796481470-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1336">.
<img width=«272» height=«41» src=«ref-2_796481882-515.coolpic» v:shapes="_x0000_i1337">
где <img width=«16» height=«15» src=«ref-2_796482397-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1338">  — центральный угол сегмента, град.

При <img width=«53» height=«19» src=«ref-2_796482485-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1339">
<img width=«119» height=«41» src=«ref-2_796482629-298.coolpic» v:shapes="_x0000_i1340">
При <img width=«60» height=«19» src=«ref-2_796482927-153.coolpic» v:shapes="_x0000_i1341">
<img width=«119» height=«41» src=«ref-2_796483080-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1342">
<img width=«231» height=«44» src=«ref-2_796483379-551.coolpic» v:shapes="_x0000_i1343">.
<img width=«232» height=«41» src=«ref-2_796483930-438.coolpic» v:shapes="_x0000_i1344">,
<img width=«212» height=«41» src=«ref-2_796484368-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1345">.
Эффективная длина лучей газового потока <img width=«52» height=«25» src=«ref-2_796484856-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1346">,
<img width=«99» height=«47» src=«ref-2_796485012-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1347">,
где <img width=«28» height=«25» src=«ref-2_796485318-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1348">  — периметр свободного сечения печи, м;

<img width=«20» height=«24» src=«ref-2_796485439-101.coolpic» v:shapes="_x0000_i1349">  — площадь свободного сечения печи, м.

Определяем периметр свободного сечения печи:
<img width=«157» height=«41» src=«ref-2_796485540-390.coolpic» v:shapes="_x0000_i1350">
<img width=«269» height=«41» src=«ref-2_796485930-546.coolpic» v:shapes="_x0000_i1351">.
Площадь свободного сечения печи определяется по формуле:

<img width=«95» height=«44» src=«ref-2_796486476-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1352">,
<img width=«196» height=«44» src=«ref-2_796486726-413.coolpic» v:shapes="_x0000_i1353">,
<img width=«179» height=«44» src=«ref-2_796487139-450.coolpic» v:shapes="_x0000_i1354">.
Зона II
<img width=«233» height=«41» src=«ref-2_796487589-485.coolpic» v:shapes="_x0000_i1355">
<img width=«89» height=«24» src=«ref-2_796488074-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1356">
<img width=«255» height=«44» src=«ref-2_796488273-572.coolpic» v:shapes="_x0000_i1357">
<img width=«200» height=«44» src=«ref-2_796488845-430.coolpic» v:shapes="_x0000_i1358">
<img width=«257» height=«41» src=«ref-2_796489275-500.coolpic» v:shapes="_x0000_i1359">
<img width=«204» height=«44» src=«ref-2_796489775-498.coolpic» v:shapes="_x0000_i1360">
<img width=«180» height=«24» src=«ref-2_796490273-305.coolpic» v:shapes="_x0000_i1361">
<img width=«151» height=«41» src=«ref-2_796490578-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1362">
<img width=«205» height=«44» src=«ref-2_796490938-437.coolpic» v:shapes="_x0000_i1363">
<img width=«273» height=«41» src=«ref-2_796491375-559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1364">
<img width=«172» height=«44» src=«ref-2_796491934-449.coolpic» v:shapes="_x0000_i1365">
Зона III.
<img width=«161» height=«41» src=«ref-2_796492383-357.coolpic» v:shapes="_x0000_i1366">

<img width=«85» height=«24» src=«ref-2_796492740-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1367">
<img width=«240» height=«44» src=«ref-2_796492935-523.coolpic» v:shapes="_x0000_i1368">
<img width=«181» height=«44» src=«ref-2_796493458-397.coolpic» v:shapes="_x0000_i1369">
<img width=«259» height=«41» src=«ref-2_796493855-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1370">
Чтобы определить α, задаемся <img width=«53» height=«19» src=«ref-2_796494360-143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1371"> и <img width=«53» height=«19» src=«ref-2_796482485-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1372">.

При <img width=«53» height=«19» src=«ref-2_796494360-143.coolpic» v:shapes="_x0000_i1373">
<img width=«119» height=«41» src=«ref-2_796494790-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1374">
При <img width=«53» height=«19» src=«ref-2_796482485-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1375">
<img width=«119» height=«41» src=«ref-2_796482629-298.coolpic» v:shapes="_x0000_i1376">
<img width=«221» height=«44» src=«ref-2_796495536-532.coolpic» v:shapes="_x0000_i1377">
<img width=«180» height=«24» src=«ref-2_796496068-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1378">
<img width=«163» height=«41» src=«ref-2_796496374-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1379">
<img width=«193» height=«44» src=«ref-2_796496759-415.coolpic» v:shapes="_x0000_i1380">
<img width=«284» height=«41» src=«ref-2_796497174-576.coolpic» v:shapes="_x0000_i1381">
<img width=«181» height=«44» src=«ref-2_796497750-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1382">
Зона IV(в зоне Vте же значения).
<img width=«132» height=«41» src=«ref-2_796498207-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1383">
<img width=«76» height=«24» src=«ref-2_796498506-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1384">
<img width=«247» height=«44» src=«ref-2_796498687-516.coolpic» v:shapes="_x0000_i1385">
<img width=«196» height=«44» src=«ref-2_796499203-423.coolpic» v:shapes="_x0000_i1386">
<img width=«267» height=«41» src=«ref-2_796499626-512.coolpic» v:shapes="_x0000_i1387">
<img width=«220» height=«44» src=«ref-2_796500138-531.coolpic» v:shapes="_x0000_i1388">
<img width=«189» height=«24» src=«ref-2_796500669-329.coolpic» v:shapes="_x0000_i1389">
<img width=«163» height=«41» src=«ref-2_796500998-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1390">
<img width=«200» height=«44» src=«ref-2_796501383-423.coolpic» v:shapes="_x0000_i1391">
<img width=«273» height=«41» src=«ref-2_796501806-559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1392">
<img width=«181» height=«44» src=«ref-2_796502365-439.coolpic» v:shapes="_x0000_i1393">.
Полученные значения <img width=«15» height=«17» src=«ref-2_796479155-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1394">, <img width=«15» height=«24» src=«ref-2_796477520-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1395">, <img width=«15» height=«24» src=«ref-2_796502992-94.coolpic» v:shapes="_x0000_i1396">, <img width=«32» height=«25» src=«ref-2_796503086-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1397"> сводим в таблицу 1.6 (туда же значения <img width=«17» height=«24» src=«ref-2_796503214-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1398"> и <img width=«24» height=«25» src=«ref-2_796503305-113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1399">, которые рассчитываются ниже).
Таблица 1.6 – Сводные данные



Зона

φ
, %

lx
, м

l
д
, м

S
эфф
, м

εг


l
д.ф
.
, м

I

11,23

3,0

3,39

3,3

0,659

9,18

II

9,41

2,86

3,18

3,35

0,536

9,39

III

7,4

2,66

2,91

3,4

0,279

9,66

IVи V

7,57

2,68

2,94

3,4

0,25

9,63
    продолжение
--PAGE_BREAK--