2020-01-14
92
При сгорании топлива в условиях вращающейся печи не все выделяющееся тепло идет на нагрев продуктов сгорания, часть его передается излучением в зоны, примыкающие с обеих сторон к зоне горения, а также поступает в зону I вследствие рециркуляции продуктов сгорания. Поэтому действительная температура газового потока в зоне горения ниже 
. Остальные зоны печи также отдают тепло излучением соседним зонам, имеющим более низкую температуру.
При определении энтальпии и температуры газового потока в остальных зонах печи, кроме V и I, необходимо вводить поправку, учитывающую прямую отдачу тепла газовым потоком и степень равномерности его температуры. Такая поправка является функцией критерия Во.
Для зоны II вращающейся печи величину 
, определяют по формуле:
,
где 
- количество тепла, отданное в зону I, кДж/кг;
- количество тепла, выделившееся в зоне в результате сгорания топлива, кДж/кг;
-количество тепла, полученное или отданное материалом, кДж/кг;
- потери тепла в окружающую среду, кДж/кг;
|
|
|
,
,
,
где 
- производительность печи, т/ч.
- теоретическая температура горения, К;
- диаметр печи внутренний, м.
Для зоны III из формулы исключается величина z, а для остальных зон она принимает вид:
.
Определяем значения критерия Во, γ и х для II–IV зон
Переходим к расчету газового потока отдельных зон.
Зона V. Начальную энтальпию газового потока 
, определяем по формуле:
,
где 
- энтальпия глинозема, выходящего из печи и холодильника, кДж/кг;
- энтальпия воздуха, выбрасываемого из холодильника, кДж/кг;
- потеря тепла в окружающую среду холодильником, кДж/кг;
- физическое тепло топлива, поступающего в печь, кДж/кг;
- энтальпия воздуха, поступающего на установку, кДж/кг.
.
Начальная температура газового потока определяется методом подбора.
Энтальпия газового потока при 400 и 500 °С, кДж/кг:
,
,
,
.
Температура воспламенения газа 1000° С, определяем при этой температуре энтальпию газового потока 
,
.
Разность энтальпий газового потока на границах зон 
,
,
.
Газовый поток в зоне V получает тепло от охлаждающегося глинозема 
и из соседней зоны путем рециркуляции продуктов сгорания и прямой отдачи.
Количество тепла, 
, получаемое из соседней зоны:
,
Зона IV
,
Зона III
,
Зона II
,
Зона I
,
Определяем температуры газовых потоков.
Зона IV. Энтальпия газового потока:
при 1700 °С
при 1600 °С
.
Зона III. Энтальпия газового потока:
|
|
|
при 1500 °С
при 1400 °С
.
Зона II. Энтальпия газового потока:
при 700 °С
при 600 °С
.
Зона I. Энтальпия газового потока определяется при температуре 250 °С, т.к. 
,
Определяем средние температуры материала 
, по зонам:
,
Зона I.
Зона II.
Зона III.
Зона IV.
Зона V.
Определяем средние температуры газового потока 
, по зонам:
,
Зона I.
Зона II.
Зона III.
Зона IV.
Зона V.
Определяем состав газовой фазы по зонам.
Зона III: 
, 
, 
(при α=1,15), 
.
Зона II: 
, 
,
.
Зона I: 
, 
,
.
Определяем скорость движения материала в печи, коэффициент заполнения печи материалом, значения 
и 
по зонам.
Скорость движения материала в печи 
, определяем по формуле:
,
где 
- угол наклона печи. При 
принимаем, что 
;
- число оборотов печи, об/мин. Принимается равным 
.
Коэффициент заполнения печи материалом 
определяем из формулы:
,
где 
- среднее количество материала, проходящего через зону, т/ч;
- средняя объемная масса материала в зоне, т/м3;
- время работы печи в сутки, ч.
Зона I
,
,
.
Площадь сегмента 
, (части печи, заполненной материалом):
,
.
где 
- центральный угол сегмента, град.
При 
При 
.
,
.
Эффективная длина лучей газового потока 
,
,
где 
- периметр свободного сечения печи, м;
- площадь свободного сечения печи, м.
Определяем периметр свободного сечения печи:
.
Площадь свободного сечения печи определяется по формуле:
,
,
.
Зона II
Зона III.
Чтобы определить α, задаемся 
и .
При
При 
Зона IV (в зоне V те же значения).
.
Полученные значения 
, , 
, 
сводим в таблицу 1.6 (туда же значения 
и 
, которые рассчитываются ниже).
Таблица 1.6 – Сводные данные
| Зона | φ, % | lx, м | lд, м | Sэфф, м | εг | lд.ф ., м |
| I | 11,23 | 3,0 | 3,39 | 3,3 | 0,659 | 9,18 |
| II | 9,41 | 2,86 | 3,18 | 3,35 | 0,536 | 9,39 |
| III | 7,4 | 2,66 | 2,91 | 3,4 | 0,279 | 9,66 |
| IV и V | 7,57 | 2,68 | 2,94 | 3,4 | 0,25 | 9,63 |
Длина дуги футеровки 
,
,
Определяем степень черноты газов по формуле:
,
где 
- степень черноты излучения диоксида углерода;
- условная степень черноты излучения водяных паров без поправки на их парциальное давление;
- поправочный множитель для получения степени черноты водяных паров.
Значения 
находятся по графикам в зависимости от температуры и значения 
и 
[2, рисунок 19-21].
Зона I.
Зона II.
Зона III.
