Тепловой баланс ванной рекуперативной печи непрерывного действия. Метод расчета.

Тепло внутрь печи поступает по следующим основным статьям:

1)физическая теплота топлива

где − тепло сгорания топлива, кДж/м³; В − расход топлива, м³/с.

2)химическая теплота топлива

3)физическая теплота воздуха, идущего на горение

Общий приход тепла составит:

Расходные статьи баланса:

1)затраты тепла на стекловарение (полезнозатраченное тепло), кВт:

где − расход тепла на процесс стеклообразования, кДж/кг∙ст; − количество сваренной стекломассы, кг/с.

2)потери тепла в окружающую среду через кладку печи

где − тепловой поток, теряемый через кладку i-го участка печи, Вт/м²; − площадь i-го элемента кладки печи, м².

Тепловой поток, проходящий через кладку печи, Вт/ м²:

,

где − температура поверхности стены со стороны теплоотдающей среды, °С; − температура окружающего печь воздуха,°С; − толщина отдельного слоя кладки, м; − коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя кладки, Вт/ (м · К); i − количество слоев кладки; − коэффициент теплоотдачи от наружной стенки в окружающую среду, Вт/ (м² · К).

3)потери тепла с выбивающимися дымовыми газами

4)потери тепла излучением через открытые отверстия печи

где − потери тепла излучением через открытые отверстия: загрузочный карман, канал для отвода дымовых газов, кВт.

Потери тепла излучением через открытые отверстия, кВт:

где и − абсолютная температура соответственно печного пространства и окружающей среды, воспринимающей излучение, К; F − площадь поверхности излучения, м²; С₀ − коэффициент излучения, равный 5,7 Вт/(м²·К⁴); φ − коэффициент диафрагмирования, зависящий от размера окна и толщины кладки.

5)потери тепла с отходящими дымовыми газами

где − количество продуктов горения, образующихся при сгорании 1 м³ топлива, м³/м³; − температура отходящих дымовых газов, ˚С; − удельная теплоёмкость дымовых газов при температуре определяется исходя из состава продуктов горения, .

 

Тепловой КПД считается двумя способами:

1)По химической теплоте топлива

2)По фактически затраченному теплу

Удельный расход тепла - определяется как отношение фактически подведенного тепла печи к производительности.

, кДж/кг

Самый высокий КПД у электрических стекловаренных печей (до 75 %), т.к. нет потерь тепла с отходящими дымовыми газами.

Основы теплотехнического расчета рекуператоров.

− количество воздуха, необходимого для горения 1 м³ топ­лива,

− количество продуктов горения, образующихся при горении 1 м³ топлива,

− секундный расход топлива;

− температура дымовых газов, поступающих в рекуператор,;

− температура нагрева воздуха;

− температура воздуха, поступающего в рекуператор,;

− состав продуктов горения (СО₂, Н₂О, О₂, N₂), %:

1) ­ Определение температуры продуктов горения, покидающих рекуператор

1.1)Секундное количество продуктов горения, поступающих в реку­ператор, м³/с:

1.2)Секундное количество воздуха, выходящего из рекуператора, м³ / с:

1.3)Теплосодержание продуктов горения, поступающих в рекуператор, кДж / с:

где − теплоёмкость продуктов горения при температуре , кДж / (м³∙К).

где − средняя теплоемкость газов при температуре

1.4)Потери тепла через ограждения, кДж / с:

где m − коэффициент, учитывающий долю потерь от поступающего в рекуператор тепла, принимаем 0,1.

1.5)Теплосодержание воздуха, поступающего в рекуператор, кДж/с

где − теплоёмкость воздуха при температуре , кДж/(м³∙К);

− температура воздуха, поступающего в рекуператор, = 20°С;

− секундное количество воздуха, поступающего в рекуператор, м³/с.

1.6) Теплосодержание воздуха, выходящего из рекуператора, кДж/с:

,

где − теплоёмкость воздуха при температуре , кДж/(м³∙К);

− температура воздуха, выходящего из рекуператора, ;

− секундное количество воздуха, выходящего из рекуператора, м³/с.

1.7)Расход тепла на нагрев воздуха, кДж/с:

,

 

1.8)Теплосодержание продуктов горения, выходящих из рекуператора, кДж / с:

 

1.9)Ориентировочная температура продуктов горения, выходящих из рекуператора, °С,

где − теплоёмкость продуктов горения, покидающих рекуператор, принимается в пределах значений;

− секундный расход продуктов горения, м³ / с.

Действительная температура продуктов горения, выходящих из рекуператора (), рассчитываем методом интерполяции: