3.3.2 Расчет вентиляции сушильной части и зала

Исходные данные представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Исходные данные для расчета вентиляции

Наименование показателя	Обоз-начение	Едини-цы измере-ния	Значение
1	2	3	4
Часовая выработка целлюлозы	П	кг/час	31522
Начальная сухость целлюлозы	сн	%	52
Конечная сухость целлюлозы	ск	%	80
Количество испаряемой воды	W	кг/час	17226,77
Расход пара на сушку целлюлозы	D	кг/кг	2,46
Часовой расход пара на сушку	Dч	кг/час	12813,82
Параметры наружного воздуха:
для зимних условий:
температура	tн	°С	-15
Продолжение таблицы 3.4
1	2	3	4
влажность	φн/з	%	0,8
содержание влаги в 1 кг поступающего воздуха	dн/з	г	1,2
для летних условий:
температура	tн	°С	20
влажность	φн/л	%	0,7
содержание влаги в 1 кг поступающего воздуха	dн/л	г	15
Параметры уходящего влажного воздуха:
температура	tу	°С	45
влажность	φу	%	0,65
содержание влаги в 1 кг уходящего воздуха	dу	г	65
Теплосодержание пара при давлении 0,5 МПа	Iп	кДж/кг	2750
Теплосодержание конденсата	Iк	кДж/кг	270
Вес абсолютно сухого волокна в массе	G	кг/час	25595,86
Вес воды в массе	Wв	кг/час	23626,94
Температура массы и оборотной воды зимой	tм/з	°С	10
Температура массы и оборотной воды летом	Tм/л	°С	20
Температура свежей воды зимой	tсв	°С	3
Температура свежей воды летом	tсв	°С	18
Количество свежей воды, поступающей в зал	m	кг/час	17226,77
Температура целлюлозы после сушильного шкафа	tц	°С	70
Температура сточной воды зимой	tст	°С	8
Температура сточной воды летом	tст	°С	20

Определим количество воздуха для вентиляции по формуле:

L = (3.23)

где d_у – содержание влаги в 1 кг уходящего воздуха, г;

φ_у – влажность уходящего воздуха, %;

d_н – содержание влаги в 1 кг поступающего воздуха, г;

φ_н – влажность поступающего воздуха, %;

1,1 – коэффициент учитывающий количество воды, испаряемой в мокрой части машины.

Зимой:

L_З = = 458935,5 кг/ч

Летом:

L_Л = = 596832,98 кг/ч

Таким образом, количество требующегося воздуха составит:

Зимой:

L_З = = 334989,41 кг/ч

Летом:

L_Л = = 497360,8 кг/ч

где 1,37 и 1,2 – вес 1 м³ сухого воздуха при температурах равных -15 °С и 20 °С.

Баланс тепла в зале

Приход тепла:

Тепло отдаваемое паром

Q₁ = D_ч · (I_п – I_к) (3.24)

Q₁ = 12813,82 · (2750 – 270) = 31778273,6 кДж/ч

Тепло приносимое массой

Q₂ = (G · с_м + 4,19 · W_в) · t_м (3.25)

где G – вес абсолютно сухого волокна в массе, кг/ч;

W_в – вес воды в массе, кг/ч;

с_м – теплоемкость массы, кДж/(кг · с);

t_м – температура массы, °С;

4,19 – теплоемкость воды, кДж/(кг · с)

Зимой:

Q₂ = (25595,86 · 1,46 + 4,19 · 23626,94) · 10 = 1363668,342 кДж/ч

Летом:

Q₂ = (25595,86 · 1,34 + 4,19 · 23626,94) · 20 = 2727336,684 кДж/ч

Тепло, приносимое свежей водой

Q₃ = m · t_св · с_в (3.26)

где m – количество свежей воды, поступающей в зал, кг/час;

t_св – температура свежей воды, °С;

с_в – теплоемкость воды, кДж/(кг · с)

Зимой:

Q₃ = 17226,77 · 4,19 · 3 = 216540,499 кДж/ч

Летом:

Q₃ = 17226,77 · 4,19 · 18 = 18973542,95 кДж/ч

4. Тепло, приносимое в зал наружным воздухом

Q₄ = L · I (3.27)

Зимой:

I_з = (0,24 + 0,46 · d_н ) · t_н + 595 · d_н (3.28)

где I_з – теплосодержание наружного воздуха при t_н = -15 °С, φ_н = 0,8 и влагосодержании d_н = 0,00096 кг/кг [4]

I_з = (0,24 + 0,46 · 0,00096) · (-15) + 595 · 0,00096 = -3,04 ккал/кг = -12,72 кДж/ч

Q₄ = 458935,5 · (-12,72) = -5837659,56 кДж/ч

Летом:

I_л = (0,24 + 0,46 · d_н ) · t_н + 595 · d_н

где I_л – теплосодержание наружного воздуха при t_н = 20 °С, φ_н = 0,7 и влагосодержании d_н = 0,0105 кг/кг [4]

I_л = (0,24 + 0,46 · 0,0105) · 20 + 595 · 0,0105 = 11,14 ккал/кг = 46,68 кДж/ч

Q₄ = 596832,98 · 46,68 = 27860163,51 кДж/ч

Тепло, выделяющееся в результате трения частей механизмов

Q₅ = 3600 · к · N (3.29)

где к – коэффициент, указывающий какое количество механической энергии переходит в тепло;

N – суммарная мощность электродвигателей обслуживающих сушильную машину, кВт

Q₅ = 3600 · 0,15 · (175 · 5,6 + 300) = 691200 кДж/ч

Общий приход тепла составит:

Q_прих = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ (3.30)

Зимой:

Q_прих = 31778273,6 + 1363668,342 + 216540,499 + (-5837659,56) + 691200 = 28212022,88 кДж/ч

Летом:

Q_прих = 31778273,6 + 2727336,684 + 18973542,95 + 27860163,51 + 691200 = 92030516,75 кДж/ч

Расход тепла

Тепло, уносимое высушенной целлюлозой

Q₆ = (G · с_м + W_в · 4,19) · t_ц (3.31)

где W_в – вес воды в массе

Q₆ = (25595,86 · 1,46 + 23626,94 · 4,19) · 70 = 136366,84 кДж/ч

Тепло, уносимое влажным воздухом

Q₇ = L · I_y (3.32)

где I_y – теплосодержание воздуха, кДж/кг

Зимой:

Q₇ = 458935,5 · 153,4 = 70400629 кДж/ч

Летом:

Q₇ = 596832,98 · 153,4 = 87554279,15 кДж/ч

Тепло, уносимое сточными водами

Q₈ = W · t_ст · с_в (3.33)

Зимой:

Q₈ = 17226,77 · 8 · 4,19 = 577441,33 кДж/ч

Летом:

Q₈ = 17226,77 · 20 · 4,19 = 1443603,33 кДж/ч

Тепло, теряемое зданием

Удельные потери зданием составят: 0,5 ккал / м³·ч·°С = 2,1 кДж/ м³·ч·°С

Q₉ = V_здания · 2,1 · (t_{нар. воз.} – t_з/л) (3.34)