4.6. Примеры расчета установленной мощности эпс

Пример 1

Определить установленную мощность методической печи, предназначенной для нагрева стальных изделий под отпуск до температуры С.

Исходные данные:

производительность – 0,139 кг/с;

тепловой КПД печи – 0,72;

электрический КПД печи – 0,95;

удельная теплоемкость стали – 490 Дж/кгС (в интервале температур 20 - 230С).

Решение

1. Определение полезной мощности печи

,

где - производительность;

- удельная теплоемкость;

- начальная температура;

- конечная температура.

Вт,

.

1. Определение потребляемой мощности

Вт,

где - электрический КПД;

- тепловой КПД.

2. Определение установленной мощности

,

где - коэффициент запаса (принимаем).

Вт.

Пример 2

Определить установленную мощность печи непрерывного действия (конвейерной), предназначенной для сушки изделий.

Исходные данные:

конвейер – металлический;

теплоемкость материала конвейера – Дж/кгС;

начальная температура – ;

температура сушки – С;

сушатся влажные металлические изделия;

средняя теплоемкость материала изделий – 963 – (в интервале температур 20 - 200С);

в течение одного часа прогревается 300 кг изделий;

средняя теплоемкость воды – Дж/кгС;

скорость испарения влаги – кг/с;

скрытая теплота испарения воды - Дж/кг;

средняя теплоемкость водяного пара при атмосферном давлении (в интервале температур от 100 - 200С) – 2012 Дж/кгС;

в печи в течение часа осуществляется четырехкратный воздухообмен;

объем печи 100 м³;

удельная теплоемкость сухого воздуха – 1021 Дж/кгС;

плотность сухого воздуха – 0,916 кг/м³;

мощность тепловых потерь с наружных поверхностей стенок печи составляет 20 % полезной мощности.

Решение

Установленная мощность

,

где - коэффициент запаса (принимаем).

Потребляемая мощность

,

где - мощность, затрачиваемая на разогрев изделий;

- мощность, затрачиваемая на разогрев вспомогательного оборудования (тары, транспортирующих устройств и т.д.);

- мощность, идущая на восстановление тепловых потерь;

- мощность, аккумулируемая ограждающими конструкциями, находящимися в зоне повышенных температур; эта мощность требует сложного расчета нестационарных процессов, сопровождающих прогрев установки. Однако в ряде случаев ее значение составляет небольшую долю потребляемой мощности, например у слабофутерованных установок, а также когда установка разогревается лишь в начале компании, затем длительное время работает без отключения. В данной задаче этой мощностью пренебрегаем.

1. Полезная мощность, затрачиваемая на нагрев сухих изделий,

,

где - производительность (кг/с);

- удельная теплоемкость загрузки;

- начальная температура;

- конечная температура.

Вт,

.

2. Полезная мощность, затрачиваемая на нагрев воды до температуры С и ее испарение,

,

где - производительность (кг/с);

- удельная теплоемкость воды;

- начальная температура (С);

- конечная температура (С);

- скрытая теплота парообразования (Дж/кг).

Вт.

3. Полезная мощность, затрачиваемая на нагрев водяного пара,

,

где - производительность (кг/с);

- удельная теплоемкость водяного пара;

- начальная температура (С);

- конечная температура (С).

Вт.

4. Суммарная полезная мощность

Вт.