Тепловой расчет печи (стр. 3 из 8)
Теоретическую температуру горения
, рассчитывают по формуле: 
,где
- физическое тепло нагретого воздуха, кДж/кг; 
- физическое тепло топлива, кДж/кг; 
- количество тепла, расходуемого на диссоциацию RО2 и Н2О, кДж/кг; 
- потеря тепла от неполноты горения (в данном случае 
), кДж/кг; 
- объем продуктов сгорания, м3/кг; 
- средняя теплоемкость продуктов сгорания, кДж/м3°С.Физическое тепло воздуха при получении 1 кг Al2O3 определяется из формулы, кДж/кг,
, 
.Объем газов от горения 0,0955 кг мазута, м3:
Итого 1,1563 м3
где 0,1562; 0,1431 и т. д. - количество продуктов сгорания, образующихся при горении 1 кг мазута.
Принимаем, что
равно 2200 ° С.Тогда количество тепла, расходуемого на диссоциацию RО2 и Н2О
, определяется по формуле: 
,где 12758,55 и 10810,2 - теплоты диссоциации RО2 и Н2О кДж/м3 (приведено к нормальным условиям);
0,03 и 0,18 - степени диссоциации, определяющиеся по графику.
.Тепло продуктов сгорания при 2200 °С
, 
, 
,Принимаем
; при этом 
.Принимаем также
.Действительная максимальная температура газов в печи несколько ниже
: 
,где
- пирометрический коэффициент, учитывающий реальные условия горения.Для вращающихся трубчатых печей
. Принимаем 
.Тогда
,округленно принимаем 1800 °С.
1.2.3 Определение основных размеров печи
Внутренний диаметр барабанной печи
, определяется из условия оптимальной скорости движения газового потока в печи по формуле: 
.Принимаем, по данным практики,
. Определяем действительное количество газов ( 
) при производительности печи 44 т/ч и газовом потоке 2,0779 м3/кг.Секундное количество отходящих газов, м3/с:
,при средней температуре газов в печи
, 
, 
.Округленно получаем
, при этом наружный диаметр 
.Длину печи определяют из условия теплообмена в основных зонах печи. Ниже приводится метод зонального теплового расчета печи кальцинации (таблицы 1.4 и 1.5).
Принимаем потери тепла в окружающую среду, кДж: холодильник 40,651; I зона 80,8238; II зона 214,255; III зона 61,694; IV зона 44,477; V зона 36,3468.
Таблица 1.4 – Распределение материалов по зонам, кг
| Зона | Температура материала в начале зоны t'м, °С | Температура материала в конце зоны t″м, °С | Наименование | Твердый материал в слое Gм | Вода физическая Gω | Вода гидратная | Пыль Gп | Всего твердого материала Gм∙п∙з |
| I | 200 | 40 | Поступает: гидроокись пыль из зон II и III | 1,537+0,535 0,295 | 0,210 | – | 0,550 | 2,917 |
| Выделяется | 0,535 | 0,210 | – | 0,300 | 0,835 | |||
| Выходит | 2,082 | – | – | – | 2,082 | |||
| II | 900 | 200 | Поступает | 2,082 | – | – | 0,150 | 2,232 |
| Выделяется | – | – | 0,532 | 0,550 | 1,082 | |||
| Выходит | 1,150 | – | – | – | 1,150 | |||
| III | 1200 | 900 | Поступает | 1,150 | – | – | – | 1,150 |
| Выделяется | – | – | – | 0,150 | 0,150 | |||
| Выходит | 1,000 | – | – | – | 1,000 | |||
| IV | 1050 | 1200 | Поступает | 1,000 | – | – | – | 1,000 |
| Выходит | 1,000 | – | – | – | 1,000 | |||
| V | 700 | 1050 | Поступает | 1,000 | – | – | – | 1,000 |
| Выходит | 1,000 | – | – | – | 1,000 |
Таблица 1.5 – Количества газов на границах зон I–V