1   2   3   4   5
Ім'я файлу: пример_тепловые_сан_изд.doc
Розширення: doc
Розмір: 928кб.
Дата: 09.11.2021
скачати
Пов'язані файли:
Буклет.doc


3.2. Конструктивний розрахунок тунельної печі для випалу санітарних виробів
Конструктивний розрахунок печі призначений для визначення внутрішніх розмірів тунелю, а також передбачає вибір матеріалів футеровки та встановлення розмірів огороджень печі [ ].

Для розрахунку тунельної печі випалу санітарних керамічних виробів необхідні наступні дані:

Продуктивність печі за рік, т/рік 4800

Залишкова вологість, % 0,5

Брак випалу, % 5,0

Втрати при прожарюванні, в.п.п.% 6,5

Максимальна температура випалу, 0С 1190

Тривалість випалу, год 24

Початкова температура матеріалу на вході в піч, 0С 25

Кінцева температура матеріалу на виході з печі, 0С 85

Температура навколишнього повітря, 0С 25

Паливо-природний газ

Робоча вологість газу, % 0,5

Температура газів, що відходять з печі, 0С 280

Температура повітря, що подається на горіння палива, 0С 400

Температура повітря, що відбирається на сушіння, 0С 350

Розміри вагонетки (lВ×bВ), м 3,0×3,0

Висота садки виробів на вагонетку, м 1,25

Футеровка вагонетки, м 0,15 високоглиноземистий вогнетрив ( =2500 г/ )

0,25 шамотний цегла ( =1900 г/ )

0,15 шамотна цегла ( =1200 г/ )

Масова місткість вагонетки, т 0,390

Вага вогнеприпасу, т 0,420

Тривалість роботи печі на рік, год 8400

Склад маси, % каолін (32% ) – 22

глина (27% ) – 25

Витрати глазурі, % 6
Визначення розмірів печі




Розрахунок містить визначення внутрішніх розмірів тунелю, вибір матеріалів та розмірів огородження печі.
Визначення внутрішніх розмірів тунелю
Згідно з кривою випалу (рис. 3.2), загальна тривалість теплової обробки становить 24 години. Приймаємо тривалість підігріву Zпід= 12год; випалу Zвип =3год; охолодження Zохол=9год.



Рисунок 3.2 – Крива випалу санітарних виробів
Необхідна масова місткість печі за виробами, що завантажуються , т

Gn= (3.1)

де Gp - продуктивність печі за рік, т;

Z - тривалість теплової обробки, год.;

Zp – кількість годин роботи печі за рік;

m - втрати залишкової вологості, втрати при прожарюванні, брак і втрати виробів, враховуючи від подачі в піч до надходження споживачу, %:

Gn= т

Кількість вагонеток, що одночасно знаходяться в печі :

N= (3.2)

N= шт.

Приймаємо ціле число вагонеток N = 28шт, тоді довжина печі, м

Ln=N·lВ (3.3)

Ln=28·3=84м

Масова місткість печі, т

Gn=N· Gв (3.4)

Gп=28·0,420=11,76 т

Внутрішні розміри тунелю визначаються з огляду на розміри вагонетки та висоту садки виробів:

- висота тунелю:

Нт=hc+0,1 (3.5)

Нт=1,25+0,1=1,35м

- ширина тунелю:

Bт=bВ+2·0,05 (3.6)

Вт=3,0+2·0,05=3,1м

Внутрішній об’єм печі при цьому буде складати:

Vп=Ln·Нт Вт (3.7)

Vп=84·1,35·3,1=351,54 м

Щільність садки виробів:

q= (3.8)

q= =0,033 т/м3

Продуктивність печі по завантажених виробах:

Рз= (3.9)

Рз= т/год=0,136кг/с

Продуктивність печі по випалених виробах менша за рахунок витрат залишкової вологи та втрат при прожарюванні

Рв=0,49·(1-0,005-0,065)=0,456т/год=0,127кг/с

Місткість печі по вогнеприпасу:

Мвог = N·Gвог = 28·0,15=4,2 т

Продуктивність печі по вогнеприпасу:

Рвог = =0,175 т/год або 0,049 кг/с

Вихід по глазурі:

Рглаз =0,49·0,06=0,0294 т/год або 0,0082 кг/с

Довжина різних зон печі:

Зона підігріву:

Lпід= =42м

Кількість позицій

Приймаємо ціле число вагонеток, тобто 14 позицію, що буде складати 3·14=42м;

Зона випалу Lвип= Lвип= = 10,5 м

Кількість позицій

Приймаємо 3,5 позиції, тобто 10,5 м;

Зона охолодження:

Lохол.1= Lохол.1= =31,5м

Кількість позицій

Приймаємо 10,5 позицію, тобто 31,5м;

Перевірка: N=10,5+3,5+14=28 вагонеток

Ln=31,5+10,5+42=84 м

Інтервал штовхання вагонеток Z/ N=24/28=0,86 год = 51,6хв.

Число вагонеток , які виходять із печі за 1 годину

nв=N/Z (3.10)

nв=

Згідно з кривою випалу і технологічними властивостями матеріалу, що випалюється, вибираємо наступну схему печі (рис. 3.3): охолодження виробів проводиться холодним повітрям, що нагнітається вентилятором на початку зони охолодження. Частина повітря з температурою 3500С відбирається на сушіння, інше повітря з температурою 4000С направляється по спеціальних каналах до пальників; відбір димових газів з температурою 2800С проводиться по каналах, які розташовані по обидва боки печі в зоні підігріву; гази по колекторах надходять у збірний канал, направляються до димососу та димової труби, за допомогою якої викидаються в атмосферу.

1 -трубопровід холодного повітря; 2-трубопровід відбору повітря на сушку;

3-відбір повітря на горіння палива; 4, 5-стояки подачі газу і повітря до пальників;

6-канали відбору димових газів; 7-збірний канал димових газів.

Рисунок 3.3 – Схема тунельної печі для випалу санітарних керамічних виробів
Вибір матеріалів для футерування та розмірів огороджень печі
Матеріали (табл. 3.1) і розміри огороджень приймаємо, згідно з умовами теплової обробки в окремих її дільницях.

Для того, щоб використання матеріалів для футеровки печі було економічно доцільним, зони підігріву та охолодження розбиваємо на 2 підзони. В зоні більш низьких температур (до 600 ºС ) плануємо використовувати більш дешеві матеріали, а на відповідальних ділянках (600 – 1200 ºС) для футеровки будемо використовувати матеріали з більш високими експлуатаційними властивостями(табл.3.2)

Стіна в зоні підігріву 1 довжиною 27м викладається із шамотноволокнистої плити (ρ=350кг/м3 ) товщиною 0,3м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3) товщиною 0,24м; стіна в зоні підігріву 2 довжиною 15м викладається із шамотної цегли (ρ=1200кг/м3) товщиною 0,248м, шамотноволокнистої плити (ρ=350кг/м3 ) товщиною 0,2м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3) товщиною 0,240м. Склепіння в зоні 1 викладається із шамотної цегли (ρ=600 кг/м3) товщиною 0,248м, шамотної засипки (ρ=1000 кг/м3) товщиною 0,2м, глиняної цегли товщиною 0,240м. Склепіння в зоні 2 викладається із шамотної цегли (ρ=1200 кг/м3 ) товщиною 0,372м, шамотної засипки (ρ=1000 кг/м3 ) товщиною 0,15м, глиняної цегли (ρ=1800кг/м3) товщиною 0,24м.

Дільниця печі випалу загальною довжиною 10,5 м викладається: стіна з високоглиноземлистої цегли (ρ=1330 кг/м3) товщиною 0,23м, шамотної цегли (ρ=1000 кг/м3 ) товщиною 0,248м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3 ) товщиною 0,24м. Склепіння – із динасової цегли (ρ=1100 кг/м3 ) товщиною 0,25м, шамотної засипки (ρ=1000кг/м3) товщиною 0,15м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3 ) товщиною 0,24м.

Стіна зони охолодження 1 довжиною 22 м викладається із шамотної цегли (ρ=1200 кг/м3) товщиною 0,248м та шамотноволокнистої плити (ρ=350 кг/м3) товщиною 0,2м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3 ) товщиною 0,24м. Склепіння в зоні охолодження 1 викладається із шамотної цегли (ρ=1300 кг/м3 ) товщиною 0,372м, шамотної засипки (ρ=1000 кг/м3) товщиною 0,15м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3 ) товщиною 0,24м. Стіна зони охолодження 2 довжиною 9,5м викладається з шамотної цегли (ρ=400 кг/м3) товщиною 0,248м та глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3) товщиною 0,065м. Склепіння в зоні охолодження 2 викладається із шамотної цегли (ρ=800 кг/м3 ) товщиною 0,065м, шамотної засипки (ρ=1000 кг/м3) товщиною 0,3м, глиняної цегли (ρ=1800 кг/м3 ) товщиною 0,24м.

Вагонетки футеруються високоглиноземистим вогнетривом (ρ=2500кг/м3) товщиною 0,15м, шамотною цеглою (ρ=1900 кг/м3) товщиною 0,25м, шамотною цеглою (ρ=1200 кг/м3 ) товщиною 0,15.

Значення коефіцієнтів теплопровідності матеріалів, що використовуються, наведені в таблиці 3.3.


Номер шару
Вид вогнетриву
Щільність, кг/м3
Маса шару, кг
Товщина шару, м
Теплоємкість кДж/(кг·град)

1
Високоглиноземистий вогнетрив
2500
3375
0,15
0,837+264·

2
Шамотна цегла
1900
4275
0,25
0,837+264·

3
Шамотна цегла
1200
1620
0,15
0,837+264·

4
Метал
7800
1450
-
0,48

Таблиця 3.1 - Характеристика футеровки вагонеток
Розрахунок маси шарів вагонетки проводимо з огляду на об’єм шару та його щільність. Маса високоглиноземистого вогнетриву:

Gв.в=V·ρ=3·3·0,15·2500=3375кг.

Маса шару шамотного вогнетриву:

Gш.в.=V·ρ=3·3·0,25·1900=4275кг.

Маса шару шамотного легковагу:

Gш.л.=V·ρ=3·3·0,15·1200=1620кг.

Таблиця 3.2- Матеріали та товщини шарів футерування стін і склепіння на різних дільницях печі

Назва дільниці
Довжина дільниці, м
Назва огородження
Матеріал футерівки
Товщина шару, м

1
2
3
4
5

Зона

підігріву 1


27
Стіна
1. Шамотноволокниста плита ρ=350кг/м3 )

2. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,3
0,24










Склепіння
1. Шамотна цегла (ρ=600кг/м3 )

2. Шамотна засипка (ρ=1000кг/м3 )

3. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,248

0,2

0,24

Зона

Підігріву

2

15
Стіна
1. Шамотна цегла (ρ=1200кг/м3 )

2. Шамотноволокниста плита ρ=350кг/м3 )

3. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,248

0,2
0,24

Склепіння
1. Шамотна цегла (ρ=1200кг/м3 )

2. Шамотна засипка (ρ=1000кг/м3 )

3. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,373

0,15

0,24

Зона

випалу


10,5
Стіна

1.Високоземлиста цегла (ρ=1330кг/м3 )

2.Шамотний легковаг (ρ=1000кг/м3 )

3.Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,23
0,248

0,24

Склепіння

1. Динасова цегла (ρ=1100кг/м3 )

2. Шамотна засипка (ρ=1000кг/м3 )

3. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,25

0,15

0,24


Продовження таблиці 3.2

Зона

охолод-

ження 1

22
Стіна
1. Шамотна цегла (ρ=1200кг/м3 )

2. Шамонтоволокниста плита (ρ=350кг/м3 )

2. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,248

0,2
0,24

Склепіння

1. Шамотна цегла (ρ=1300кг/м3 )

2. Шамотна засипка (ρ=1000кг/м3 )

3. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,372

0,15

0,24

Зона

охолод –

ження 2

9,5
Стіна

1. Шамотна цегла (ρ=400кг/м3 )

2.Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,248

0,065

Склепіння

1. Шамотна цегла (ρ=800кг/м3 )

2. Шамотна засипка (ρ=1000кг/м3 )

3. Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,065

0,3

0,24


Таблиця 3.3 – Коефіцієнти теплопровідності, Вт/м·град

Вид матеріалу
Значення коефіцієнту теплопровідності

Динас (ρ=1100 кг/м3)
0,58+0,00043·tсер

Шамотна цегла (ρ=1200кг/м3 )
0,35+0,00035·tсер

Шамотний легковаг (ρ=800 кг/м3)
0,225+0,00022·tсер

Шамотна цегла (ρ=1300кг/м3 )
0,61+0,00018·tсер

Шамотна цегла (ρ=1900кг/м3 )
0,70+0,00064·tсер

Шамотна цегла (ρ=1000кг/м3 )
0,28+0,00023·tсер

Глиняна цегла (ρ=1800кг/м3 )
0,47+0,00051·tсер

Шамотна засипка (ρ=1000кг/м3)
0,25+0,00049·tсер



Таким чином, в даному розділі розраховано довжину печі, яка складає 120м, ширину та висоту каналу, які складають 3,1 та 1,35м відповідно. Продуктивність печі по випалених виробах 0,17кг/с.

В якості основних футеровочних матеріалів обрано шамотну цеглу, динас, шамотну засипку та глиняну цеглу.

3.3 Тепловий розрахунок тунельної печі


  1   2   3   4   5

скачати

© Усі права захищені
написати до нас