Расчет удельной производительности обжиговых машин

Общие положення

Расчет производительности обжиговой машины основан на знании температурно-временного уровня, который необходимо достигнуть на нижней границе слоя в конце технологической (без зоны охлаждения) части обжиговой машины. При ограничении температуры выхода окатышей (степень охлаждения) в расчете учитывают все зоны, т.е. машину в целом.

Общая площадь машины составляет

где , , - соответственно площади зон сушки, обжига, охлаждения, м²; ;

, , - соответственно площади зон подогрева, изотермической выдержки и рекуперации, м².

Вместе с тем ,

где G и g – часовая (т/ч) и удельная [т/(м²ч)] производительности обжиговой машины.

Для i-той зоны ,

где g_i – удельная производительность i-той зоны, т/м²ч

Откуда

. (5.1)

Относительная площадь любой зоны составляет

Максимальная удельная производительность определяется из условия:

Расчет производительности по зонам

2.1 Зона сушки. В соответствии с законом Дальтена интенсивность испарения определяется разностью парциальных давлений водяного пара (р_пас) при температуре поверхности испарения и водяных паров в теплоносителе

где к — коэффициент испарения.

Интенсивность сушки с поверхности определяется формулой:

где и₀ — скорость теплоносителя над поверхностью испарения, м³/(м²с). Применительно к слою окатышей имеем, кг/(м²ч):

(5.2)

где х_нас определяют при помощи таблиц или номограмм для равновесной температуры t_x. Последнюю определяют из теплового баланса процесса (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Формулы теплового баланса процесса испарения влаги при сушке окатышей

Статья	Формула
Приход тепла
Теплота сухой части теплоносителя	V₀
Теплота паров воды теплоносителя	(22,4/18) V₀x_п
Теплота сухой части сырых окатышей	[1-(W^н/100)] i_м^н
Теплота влаги окатышей	(W^н/100) t_м^н
Q_прих= V₀ + (22,4/18) V₀x_п + [1-(W^н/100)] i_м^н+ (W^н/100) t_м^н
Расход тепла
Потери тепла:
с сухой частью отходящих газов, охлажденных до температуры	V₀ i_г^к
с парами воды, содержащимися в отходящих газах	(22,4/18) V₀x_нас
с сухой частью окатышей до температуры t_х	[1-(W^н/100)] i_м^к
с влагой, оставшейся в окатышах	[(W^н/100) - V₀(х_нас - х_п)] t_x
Испарение	V₀ρ(х_нас - х_п)
Q_расх = V₀ i_г^к + (22,4/18) V₀x_нас + [1-(W^н/100)] i_м^к + [(W^н/100) - V₀(х_нас - х_п)] t_x + V₀ρ(х_нас - х_п)

Примечание: V₀ – удельный расход сухого теплоносителя, объем которого приведен к нормальным условиям, м³/кг; ρ=2487-1,95t_x кДж/кг Н₂О.

По экспериментальным данным интенсивность сушки окатышей обычно подсчитывают из выражения

(5.3)

Используя выражение (5.2), можно рассчитать производительность зоны сушки:

(5.4)

(5.5)

где - удельный расход тепла на сушку, кДж/т сырых окатышей;

и - энтальпия сухой части теплоносителя и паров воды, кДж/м³.

Из выражения (5.4), учитывая формулу (5.5) получим, т/(м²ч)

(5.6)

Из выражения (5.2), учитывая формулу (5.3) получим, т/(м²ч)

(5.7)

где Э – эффективность сушки, которая задается.

2.2 Зона обжига. Для оценки производительности зоны обжига необходимо задать нужный уровень температур на верхней и нижней поверхностях слоя. Температуру окатышей на нижней границе слоя определяют из выражения:

(5.8)

где - температура газов на входе в слой, °С;

и - температура массы окатышей на нижней границе слоя в начале и в конце зоны обжига, °С.

Для приближенного определения используют формулу

(5.9)

где а – коэффициент, обусловленный теплофизическими свойствами материала;

V₀ – удельный расход теплоносителя в зоне обжига.

Коэффициент а определяют экспериментально или расчетом теплообмена вслое при заданном V₀, м³/т обожженных окатышей:

(5.10)

Высота слоя h₀ и скорость фильтрации связаны уравнением:

(5.11)

где Н – полное давление, создаваемое нагнетательным вентилятором, Па;

f₁ – показатель, определяемый коэффициентом сопротивления слоя и уровнем температур в слое над колосниками;

f₂ – показатель, определяемый коэффициентами сопротивления постели , колосников , тракта , уровнем температур t_k и утечек j.

Производительность зоны обжига можно оценить из уравнения, т/(м²ч)

(5.12)

Это уравнение дает правильное решение при известных V₀, и , так как в противном случае не представляется возможным оценить .

Аналогично рассчитывают производительность зоны рекуперации. Отличие состоит лишь в том, что обычно по технологическим причинам задают величины и продолжительность обработки окатышей нижнего участка слоя.

Расчет производительности зоны охлаждения сводится к тем же операциям. Таким образом, производительность обжиговой машины можно рассчитать из условия (5.12) с учетом закономерностей тепло- и массообмена в слое и газодинамических особенностей тепловой схемы обжиговой машины. Для инженерных расчетов можно пользоваться формулами, т/ч

(5.13)

Контрольные вопросы:

1. Каковы общие положения о расчете производительности обжиговой машины?

2. Какой закон применяется при расчете интенсивности испарения в зоне сушки, в чем его сущность?

3. Какие значения входят в формулу для расчета производительности зоны сушки?

4. Каковы приходная и расходная статьи теплового баланса при сушке окатышей?

5. Какова последовательность расчета производительности зоны обжига?

6. Какие значения входят в формулу для оценки производительности зоны обжига?

7. С помощью каких формул можно выполнить инженерный расчет производительности обжиговой машины?

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1137; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 45

Мы поможем в написании ваших работ!