Пример 2. Определить установленную мощность печи непрерывного действия (конвейерной), предназначенной для сушки изделий

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.