Приход тепла

1. От горения топлива: кДж, (2.4)

где В - часовой расход топлива, м³ или кг.

2. Тепло, вносимое топливом: кДж, (2.5)

где С_Т - удельная теплоемкость топлива, кДж/кг×К ;

tт - температура топ­лива, поступающего на горение (18- 25), °С .

В зависимости от марки мазута находится в пределах :для марок 40, 100, 200 - соответственно 75 ... 100 ; 90 ... 115 ; 110...140 °С.

Удельную теплоемкость определяют по формулам:

для мазута кДж/кг×К; (2.6)

для газа

кДж/м³×К; (2.7)

кДж/м³×К.

3. Тепло, вносимое сырцом: кДж, (2.8)

где С_с - удельная теплоемкость сырца, кДж/кг×К, определяемая по формуле: , кДж/кг×К, (2.9)

кДж/кг×К.

,

4. Физическая теплота воздуха, подаваемого на горение:

кДж, (2.10)

где С_В - удельная теплоемкость воздуха , равная 1,344 кДж/м³*К ;

- теоретический объем воздуха, необходимый для горения 1 м³ или 1 кг топлива, принят из расчета горения топлива для α = 1(см. табл.2);

t_B - температура воздуха, по­даваемого на горение, в пределах от 150 до 250 °С (см.задание)

кДж,

5. Физическая теплота воздуха, подсасываемого через не плотности головки печи, кДж:

, (2.11)

где α'- коэффициент избытка воздуха со стороны выгрузки печи, обыч­но принимают 1,4... 1,5.

6. Физическая теплота вторичного воздуха, поступающая в печь из холодильника:

кДж, (2.12)

где - температура воздуха, выходящего из холодильника, равная 150...180 °С.

кДж,

Расход тепла

1. Ha испарение влаги из сырца, кДж: , (2.13)

где 2499 - скрытая теплота парообразования воды при 0 °С, кДж/кг;

- часовая производительность печи по обожженному керамзиту, кг (см. формулу 2.3);

- объем во­ды, выделяющейся при обжиге сырца, приходящейся на 1 кг керамзита, кг.

, (2.13.1)

где - расход абсолютно сухой глины на 1 кг обожженного керамзита.

кг/кг. (2.13.2)

Расход сырца на 1 кг обожженного керамзита

кг/кг,

Тогда кг/кг керамзита.

кДж,

2. На химические реакции:

2.1. Разложение СаСО3.

кДж, (2.14)

где 1587,6 - эндотермический эффект декарбонизации СаСО3, кДж/кг.

; (2.14.1)

, (2.14.2)

где СаО - содержание оксида кальция в глине, %;

СаСО₃ – 100 моль_; CaO – 56 моль.

, ;

кДж,

2.2 Разложение MgCO₃: кДж, (2.15)

где 1318,8 - эндотермический эффект декарбонизации MgCO₃, кДж/кг.

; (2.15.1)

(2.15.2)

где MgO - содержание оксида магния в глине , % ;

84,32 - моль MgCO₃, 40,32 - моль MgO.

; .

кДж,

2.3. Дегидратация глинистых материалов:

кДж, (2.16)

где 6720 - эндотермический эффект дегидратации глинистых материалов, кДж/кг;

- расход тепла на дегидратацию глинистых материалов.

, (2.16.1)

.

, (2.16.2)

,

кДж,

2.4. Плавление силикатной массы

кДж, (2.17)

где 315 кДж - удельный расход теплоты на образование стекловидной фазы, отнесенной к 1 кг обожженного керамзита.

Общий расход тепла на химические реакции

кДж, (2.18)

кДж.

3. Потери тепла с керамзитом на выходе из печи

кДж,

где t_к - температура керамзита на выходе из печи, °С, обычно 800... 1100 °С (см. задание);

С_к - удельная теплоемкость обожженного керамзита при темпера­туре , кДж/кг*К, вычисляется по формуле:

кДж/кг*К, (2.19)

кДж/кг*К.

4. Потери тепла в окружающую среду:

кДж. (2.20)

Потери тепла в окружающую среду можно принимать в размере 20% от теплоты горения топлива.

5. Потери тепла с отходящими газами.

5.1 С физической теплотой продуктов горения:

кДж, (2.21)

где - объём продуктов горения на 1 м³ или 1 кг топлива при α ₂ принимают из расчета горения топлива (из. табл. 2);

- удельная теплоемкость отходящих газов при их температуре на выходе из печи. Определяют по формулам:

Для мазута: кДж/м³*К, (2.22)

Для газа: кДж/м³*К, (2.23)

При расчетах можно принимать следующие значения температуры отходящих газов, °С (см. задание):

Для печей длиной 12м--------------------- 700…750;

22м--------------------- 500…600;

40м--------------------- 400…500;

60м--------------------- 250…300.

кДж,

5.2 С физической теплотой водяных паров гигроскопической и хими­чески связанной влаги.

кДж, (2.24)

кДж,

где - удельная теплоемкость водяных паров при температуре отходящих газов принимаем из таблицы 3П приложения, используя интерполяцию.

5.3 С физической теплотой:

кДж, (2.25)

где - расход тепла с летучими органическими веществами. Опреде­ляется по формуле:

, (2.25.1)

где - удельная теплоемкость метана при температуре отходящих газов, принимаем из таблицы 2П приложения, используя интерполяцию.

кДж,

5.4. С физической теплотой СО₂, образовавшегося при разложении карбонатов:

кДж, (2.26)

кДж,

где - удельная теплоемкость углекислого газа при температуре отхо­дящих газов, принимаем из таблицы 3П приложения, используя интерполяцию.

Общие потери тепла с отходящими газами:

, (2.27)

кДж.

6. Потери тепла с химическим недожогом топлива:

кДж, (2.28)

где Х- потери тепла с химическим недожогом топлива.

Для расчетов можно принимать равными 1 % теплоты от горения топлива.

Общее уравнение теплового баланса вращающейся печи за 1 час работы

, (2.29)

;

;

;

откуда часовой расход газа В = 655,9085 м³ .

Найденное значение расхода топлива подставляем в те уравнения, где эта величина была неизвестной, и пересчитываем их.

кДж.

кДж.

кДж.

кДж.

кДж.

кДж.

кДж.

кДж.

кДж.

Затем составляем свод­ную таблицу теплового баланса, из которой находим удельный расход тепла на обжиг 1 кг керамзитового гравия (таблица 6).

Например, делим на Количество теплоты, кДж на 1 кг керамзита и т.п.

Таблица 6