Расход теплоты на нагрев транспортных средств, Дж/с,
Qтр =Gтр×cтр×(tи.к –t и.н), |
(53) |
где Gтр (см. формулу 3 ) - масса средств транспортных средств проходящих через камеру в единицу времени, кг/с; cтр - удельная теплоемкость транспортных средств, Дж/(кг*К) (для конвейера, изготовленного из стали удельную теплоемкость можно принять 480 Дж/(кг*К)), tи.к, tи.н - конечная и начальная температура транспортных средств. Для первой стадии tи.н - это температура цеха, для последующих стадий это температура предыдущей стадии процесса. Если температура последующей стадии tи.н выше последующей (обычно стадии промывки), то эту стадию можно не считать, поскольку тепло, поглощаемое в результате охлаждения, не учитывается в суммарном тепловом расчете.
Конечные значения температуры транспортных средств и изделий зависят от времени, интенсивности облива и размера изделий. Практически с небольшим запасом эти значения можно приять равным максимальной температуры растворов. Начальные температуры равны температуре цеха.
Потери теплоты с паровоздушной смесью, удаляемой в атмосферу вятяжным вентилятором (Qуд), Дж/с,
Qуд =Gуд×cуд×(tуд –t ц), |
(54) |
где Gуд - масса удаляемой паровоздушной смеси, кг/с; суд - ее удельная теплоемкость смеси, Дж/(кг*К)( можно принять 1300 Дж/(кг*К); tуд и tц - соответственно температура паровоздушной
смеси и цеха (tуд - принимают на 10 К - |
температуры ниже |
температуры в агрегате). |
|
Расход теплоты на испарение воды, удаляемой из |
|
агрегата (Qис.в), Дж/с, |
|
Qис.в =0.9×Gис.в× r, |
(55) |
где Gис.в – количество испаряющейся воды в единицу времени (кг/с) ( при выполнении расчетных заданий эту величину можно принять в пределах 0.01…0.04 кг/с; r - теплота парообразования воды (2484.2×103), Дж/кг.
21
Для проточных ванн с непрерывным пополнением и удалением воды в канализацию определяют расход теплоты на нагревание воды (Qв), Дж/кг,
Qв =Gв×cв×(tк –t п), |
(56) |
где Gв – расход воды, кг/с, (берется по данным материального расчета ); св – удельная теплоемкость воды при средней температуре конкретной стадии процесса; tк и tп - конечная (рабочая) температура раствора и начальная температура поступающей воды ( зависит от источника водоснабжения и времени года ) можно принять 5-15 0С.
Общий расход теплоты (∑Q), Дж/с, |
|
∑Q= (1.1…1.2) ×(Qогр +Qи+ Qтр+ Qух+ Qис.в.+ Qв). |
(57) |
Эксплуатационный расход теплоты сравнивают |
с |
расходом теплоты на разогрев растворов и воды в ваннах перед началом работы, так как во время перерывов в работе агрегатов они охлаждаются до температуры цеха. Расход теплоты неравномерно распределяется по длине агрегата, поэтому его
рассчитывают для каждой зоны отдельно: |
|
Для первой зоны по ходу конвейера, Дж/с, |
|
∑Q1= (1.1…1.2) ×(Qогр +Qи+ Qтр+ Qух+ Qис.в). |
(58) |
Для второй и последующих зон, Дж/с, |
|
∑Q2…(n-1) = (1.1…1.2) ×(Qогр + Qис.в). |
(59) |
Для последней по ходу конвейера зоны, Дж/с, |
|
∑Qn= (1.1…1.2) ×(Qогр + Qух+ Qис.в). |
(60) |
3.1.2. Расход теплоты на разогрев растворов
Агрегат подготовки поверхности работает в соответствии с общей организацией технологической линией окрашивания изделий при одно-, двухсменном режиме производства пять дней в неделю. За выходные дни (простоя производства) все растворы и оборудование охлаждаются до температуры цеха.
22
Время разогрева растворов до рабочей температуры
обычно принимается 60 мин. Если затраты тепла |
на разогрев |
агрегата превышают затраты на тепла при |
эксплуатации |
агрегата, то необходимо принять более длительное время разогрева, чтобы сократить нагрузку на теплообменные устройства.
Общий расход теплоты на разогрев растворов и воды и
ваннах (Qраз), Дж/с, |
|
|
|
|
|
Qраз= Gр×cр×(tк –t н)/3600 +0.5×(Qогр+ Qвл+ Qух). |
(61) |
||||
В |
качестве |
теплоностителя |
для |
поддержания |
|
необходимой температуры в агрегате подготовки поверхности может использоваться пар, горячая вода или элетрический ток.
∙ Расход пара на разогрев и эксплуатацию определяют по расчетному расходу теплоты и энтальпии пара и конденсата независимо от конструкции нагревательных устройств (D), кг/с,
D= Qв /(i-iк), |
(62) |
где Qв - принятый расход теплоты в рассчитываемой зоне, Дж/с; I и iк - энтальпия пара и конденсата (определяется в зависимости от давления пара).
∙ Расход горячей воды на разогрев и эксплуатацию агрегата подготовки поверхности (Gгр.в), кг/с,
Gгр.в = Qв /cв×(t в.к –t в.н), |
(63) |
где Qв - принятый расход теплоты в рассчитываемой зоне, Дж/с; cв – удельная теплоемкость воды при средней температуре конкретной стадии процесса; tв.к, и t в.н - конечная и начальная температура греющей воды,0С.
∙ Установочная мощность элетронагревателей, обеспечивающая необходимое количество теплоты на разогрев и эксплуатацию агрегата подготовки поверхности (N), Вт,
N= Qв/ή, (64)
где ή – КПД эектронагревателя.
23
3.2. Тепловой расчет сушильного агрегата |
|
||
В качестве примера |
использована конвекционная камера |
||
проходного типа. |
|
|
|
Основу теплового |
расчета |
составляет |
уравнение |
теплового баланса (Qпр), Дж/с: |
|
|
|
Qпр=Qп.и+Qпот, |
|
(65) |
|
где Qпр - приход теплоты с теплоносителем; Qп.и - количество |
|||
полезно используемой теплоты; Qпот- потери теплоты. |
|
||
Потери теплоты: |
|
|
|
Qпот= Qогр+Qтр+Q в.пр; |
|
(66) |
|
где Qогр и Qтр - потери теплоты соответственно через ограждения и на нагрев транспортных средств; Qв.пр. - расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего через транспортные проемы.
Потери теплоты через ограждающие конструкции
(Qогр), Дж/с,
Qогр= 1,5×F×k×(tсуш-tц), |
(67) |
где 1,5 - коэффициент неучтенных потерь через “ тепловые мостики”; F - площадь поверхности ограждающих конструкций (стен, потолка, пола, воздуховодов) м2; k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2*К); tсуш, tц - температура в сушильной установке и цехе, 0С.
Коэффициент теплопередачи k при толщине стенки 80 мм принимают: для стенок и потолка 1,03; когда агрегат поднят над полом цеха 0,7; когда низ агрегата расположен на полу цеха =0,5. При толщине стенки100 мм эти значения уменьшаются на
20%.
Потери теплоты определяются для каждого элемента отдельно, а затем суммируются.
24
Расход теплоты на нагрев транспортных средств (Qтр),
Дж/с, |
|
Qтр=Gтр×cтр×(tсуш-tц), |
(68) |
где Gтр - масса транспортных средств, проходящих |
через |
установку в единицу времени (см. формулу 3), кг/с; cтр - удельная теплоемкость материала транспортных средств, Дж/кг; tсуш и tц - температура в сушильном агрегате и цехе,0С.
Расход теплоты на нагрев воздуха, проходящего через
проем (Qв.пр), Дж/с, |
|
Qв.пр=2×Gв.пр×cв×(tсуш-tц), |
(69) |
где 2 - число проемов; св - уд. теплоемкость проходящего воздуха, Дж/кг; Gв.пр - масса воздуха, проходящего через проем при отсутствии завесы, кг/с; tсуш и tц - температура в сушильном агрегате и цехе,0С.
Масса воздуха, проходящего через транспортные проемы
при отсутствии завесы (Gв.пр), кг/с, |
|
Gв.пр = (2/3)×0. 64× B× h н.л ×[h н.л×(ρц- ρсуш)/ ρц]0.5×10-4 |
(70) |
где B - ширина нижней части транспортного проема (см. формулу 43), м; h н.л - высота нейтральной линии в транспортном проеме (нейтральная линия это граница между входящим холодным воздухом и выходящим горячим воздухом), м; ρц и ρсуш - плотности воздуха внутри и снаружи установки, кг/м3.
Высота нейтральной линии для проема постоянной (по высоте) ширины (h н.л), мм,
H н.л =H×[( ρц / ρсуш)0.33 +1]-1, |
(71) |
где H-высота транспортного проема, мм. |
|
Производительность воздушной завесы (Gв.з), кг/с, |
|
Gв.з =0.5×Gв.вр, |
(72) |
где 0.5 – коэффициент, учитывающий эффективность работы воздушной завесы.
25