Контрольная работа Определение теплового баланса сушилки гипсовых форм в производстве керамических изделий

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 5.2.2025

Контрольная работа на тему «Определить тепловой баланс сушилки гипсовых форм в производстве керамических изделий»является самостоятельной квалификационной работой студента по дисциплине «Основы технологий производств».
Цель работы – обобщить и закрепить знания и умения студента в оценке составления материальных и энергетических балансов производств.
Исходные данные принять из табл. 1 и приложения А.
Последние цифры зачетки	F_ПОВ,			t_ПОВ,				U_HАЧ,		U_КОН,		t_НАЧ,		t_КОН,	W_Ф,	N_ф,
	М²			^оС				%		%		^оС		^оС	кг	шт
2	2200			40				38		14		55		180	1,2	100



										Введение
Тепловые балансы, отражающие равенство прихода тепла в систему с материальными потоками и энергоресурсами и расход теплоты на выходе из системы (с учетом тепловых эффектов, протекающих в системе химических реакций).
Тепловой баланс составляют на основе закона сохранения энергии, согласно которому количество энергии, введенной в процесс, равно количеству выделившейся энергии, т. е. приход энергии равен ее расходу. Проведение химико-технологических процессов обычно связано с затратой различных видов энергии механической, электрической и др. Эти процессы часто сопровождаются изменением энтальпии системы, в частности, вследствие изменения агрегатного состояния веществ (испарения, конденсации, плавления и т. д.). В химических процессах очень большое значение может иметь тепловой эффект протекающих реакций.
Тепловой баланс, который в общем виде выражается уравнением:
Qн = Qк + Qп, (1)
где Qн - подводимое тепло; Qк - отводимое тепло, складывается из тепла, удаляющегося с конечными продуктами и отводимого с теплоносителем (например, с охлаждающим агентом); Qп - потери тепла в окружающую среду.
При этом подводимое тепло равно:
Qн = Q₁ + Q₂ + Q₃, (2)
где Q₁- тепло, вводимое с исходными веществами; Q₂ - тепло, подводимое извне, например, с теплоносителем, обогревающим аппарат; Q₃ - тепловой эффект физических или химических превращений (если тепло в ходе процесса поглощается, то Q₃ входит с отрицательным знаком).
На основании теплового баланса находят расход водяного пара, воды и других теплоносителей, а по данным энергетического баланса общий расход энергии на осуществление процесса.
Расходная часть теплового баланса включает следующие статьи:
- расход теплоты, необходимой на компенсацию потерь в окружающую среду (Q_п) в Мкал/час;
- расход теплоты, необходимой на нагрев испаряемой воды из формы (Q_ВЛ.Ф)в Мкал;
- расход теплоты, необходимой на испарение воды из формы (Q_ИСП) в Мкал;
- расход теплоты, необходимой на нагрев самой формы (Q_Ф) в Мкал.

Последовательность расчета
- расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду (Q_п) в Мкал/час рассчитывается по формуле (3);
- расход теплоты, необходимой на нагрев испаряемой воды изформы (Q_ВЛ.Ф) в Мкал рассчитывается по формуле (4);
- расход теплоты, необходимой на испарение воды из формы (Q_ИСП) в Мкал рассчитывается по формуле (5);
- расход теплоты, необходимой на нагрев самой формы(Q_Ф) в Мкал рассчитывается по формуле(6).
			Рассчитаем расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду (Qп)
Q_п= ά₁·F_ПОВ · (t_ПОВ –t_В) (3)
Q_п =			11,14*2200(40-20)=						490160		Вт =		570086	Ккал/час				*	-
																		+	/
где F_ПОВ – поверхность сушилки и короба, м²; t_ПОВ , t_В – температуры поверхности сушилки и окружающего воздуха; t_В = 20 ^оС; ά₁- коэффициент теплоотдачи от отдельно стоящего оборудования, Вт/м²·^оС, рассчитывается по формуле (4).																		(	)	20
рассчитаем коэффициент теплоотдачи от отдельно стоящего оборудования																		=
α₁ = 9,74 + 0,07 (t_ПОВ– t_В) (4)																		9,74 + 0,07 (
α1 =			9,74 + 0,07 (40-20)=						11,14		Вт/м²·°С							Вт/м²·°С
Вычислим количество влаги, удаляемой при сушке одной формы фарфорового изделия
W_Ф := G _С.Ф · (U_HАЧ – U_КОН) (5)																	15
WФ := 15*(38-14)=						3,6			кг									W_Ф :=

Q_ВЛ.Ф:= С_В · W_Ф · (t_КОН –t_НАЧ) (6)																	1
QВЛ.Ф = 13,6(180-55)=									450		Ккал							1 =СЦЕПИТЬ()

Q_ИСП:= W_Ф· r_П (7)																		Q_ВЛ.Ф=
QИСП:= 3,6*280=						1008			Ккал									Q_ИСП:=

Q_Ф := G _С.Ф · С_Ф· (t_КОН –t_НАЧ) (8),
Q_Ф :=		150,215(180-55)=			403,13		Ккал

где W_Ф- количество влаги, удаляемой при сушке одной формы фарфорового изделия в (кг); G _С.Ф- вес сухой формы, кг; принять G _С.Ф = 15 кг; U_HАЧ - начальная влажность формы до сушки, %; U_КОН - конечная влажность формы после сушки, %, t_НАЧ - начальная и t_КОН - конечная температуры в сушилке, ^оС; С_В - теплоемкость воды, С_Ф - теплоемкость формы (ккал/кг·^оС); r_П- удельная теплота испарения воды, ккал/кг.
Расход теплоты на сушку форм рассчитывается по формуле:



Qсуш.ф :=			100*(450+1008+403,125)/1+570086,07=										756199	Ккал/час=	756,199	Мкал/час


где N_Ф - количество форм загружаемых за цикл, шт; τ_СУШ - продолжительность цикла сушки, час, Q_СУШ.Ф - расход теплоты на сушку форм в час при полной загрузке сушилки с учетом потерь тепла в окружающую среду.






Таблица 1 – Исходные данные

Последние цифры зачетки			F_ПОВ,			t_ПОВ,			U_HАЧ,		U_КОН,		t_НАЧ,	t_КОН,	W_Ф,	N_ф,
			М²			^оС			%		%		^оС	^оС	кг	шт
1			2000			35			40		15		65	200	1,1	120
2			2200			40			38		14		55	180	1,2	100
3			2500			36			35		13		90	215	1,3	150
4			1800			37			42		16		60	230	1,1	200
5			2000			42			38		14		55	240	1,2	210
6			2200			45			40		15		70	180	1,3	220
7			1700			35			38		13		55	200	1,1	160
8			2500			40			35		15		60	230	1,2	170
9			1800			42			42		14		55	180	1,3	180
10			2000			54			40		16		60	240	1,1	190
11			1700			37			40		14		48	120	1,2	200
12			2500			33			38		13		70	170	1,3	220
13			2200			45			35		15		76	200	1,1	220
14			1700			35			34		13		90	180	1,2	250
15			2000			40			42		14		67	240	1,3	260
16			1800			34			40		13		45	200	1,1	265
17			1700			33			37		16		80	240	1,2	255
18			2200			37			38		13		70	230	1,3	270
19			1800			65			35		15		85	200	1,1	280
20			2000			29			38		13		70	210	1,2	100
21			2500			35			42		14		70	210	1,3	110
22			1800			40			40		13		85	240	1,1	120
23			2200			32			38		16		90	200	1,2	130
24			1700			37			42		13		60	200	1,3	140
25			2000			40			35		14		75	190	1,1	150
26			1800			28			38		15		70	180	1,2	160
27			2500			40			40		16		60	170	1,3	170
28			2200			35			35		13		85	170	1,1	180
29			1800			37			42		14		70	280	1,2	190
30			2100			40			40		15		65	290	1,3	200

ПРИЛОЖЕНИЕ А

№/№			Наименование										размерность		значение
1			Плотность древесины										кг/м³		450
2			Теплоемкость абсолютно сухой древесины										ккал/кг·^оС		0,38
3			Удельная теплоемкость влажной древесины;										ккал/кг·^оС		0,68
4			Удельная теплоемкость пара при100^оС и 1 атм										ккал/кг·^оС		0,471
5			Удельная теплоемкость воздуха и других 2-ух атомных газов при 20^оС и 1атм										ккал/кг·^оС		0,239
6			Удельная теплоемкость материала гипсолитейных форм										ккал/кг·^оС		0,215
7			Скрытая теплота парообразования										ккал/кг		540
8			Удельная теплоемкость дымовых газов										ккал/кг·^оС		0,25
9			Удельная теплоемкость раствора МЭА										ккал/кг·^оС		0,894
10			Удельная теплоемкость пластмассы										ккал/кг·^оС		0,42
11			Удельная теплоемкость сливочного масла										ккал/кг·^оС		0,931
12			Удельная теплоемкость краски										ккал/кг·^оС		0,45
13			Удельная теплоемкость гальванического раствора										ккал/кг·^оС		0,99
14			Средняя скорость ветра по данным строительной климатологии
			за январь										м/с		6,4
			за июль										м/с		4,5
15			Удельная теплота, выделяющаяся при поглощении СО₂ раствором МЭА (справочник)										кДж/кг		1463
16			Плотность раствора МЭА, 10%										кг/м3		988
17			Удельная плотность стали										кг/м³		7800
18			Плотность воздуха при норм условиях										кг/м³		1,295
19			Мольная масса воздуха										кг/Кмоль		28,84
20			Удельная теплота испарения воды										ккал/кг		280
21			Удельная теплота испарения растворителя										ккал/кг		150

Bukvasha