Kerugian nominal kepada alam sekitar. Apakah pencemaran haba

Untuk pengurangan penggunaan haba tegas mengambil kira kehilangan haba dalam peralatan proses dan rangkaian haba. Kehilangan haba bergantung pada jenis peralatan dan saluran paip, operasi yang betul dan jenis penebat.

Kehilangan haba (W) dikira dengan formula

Bergantung pada jenis peralatan dan saluran paip, jumlah rintangan haba ialah:

untuk saluran paip bertebat dengan satu lapisan penebat:

untuk saluran paip bertebat dengan dua lapisan penebat:

untuk radas teknologi dengan dinding rata atau silinder berbilang lapisan dengan diameter lebih daripada 2 m:

untuk peralatan teknologi dengan dinding rata atau silinder berbilang lapisan dengan diameter kurang daripada 2 m:

pembawa ke dinding dalaman saluran paip atau radas dan dari permukaan luar dinding ke persekitaran, W / (m 2 - K); X tr, ?. st, Xj - kekonduksian terma, masing-masing, bahan saluran paip, penebat, dinding radas, /-lapisan dinding, W / (m. K); 5 ST. - ketebalan dinding radas, m.

Pekali pemindahan haba ditentukan oleh formula

atau mengikut persamaan empirikal

Pemindahan haba dari dinding saluran paip atau radas ke persekitaran dicirikan oleh pekali a n [W / (m 2 K)], yang ditentukan oleh kriteria atau persamaan empirikal:

mengikut persamaan kriteria:

Pekali pemindahan haba a b dan a n dikira mengikut kriteria atau persamaan empirikal. Jika penyejuk panas ialah air panas atau wap pemeluwapan, maka a in > a n, iaitu R B< R H , и величиной R B можно пренебречь. Если горячим теплоносителем является воздух или перегретый пар, то а в [Вт/(м 2 - К)] рассчитывают по критериальным уравнениям:

dengan persamaan empirikal:

Penebat haba peranti dan saluran paip diperbuat daripada bahan dengan kekonduksian haba yang rendah. Penebat haba yang dipilih dengan baik boleh mengurangkan kehilangan haba ke ruang sekeliling sebanyak 70% atau lebih. Di samping itu, ia meningkatkan produktiviti pemasangan terma, memperbaiki keadaan kerja.

Penebat haba saluran paip terdiri terutamanya daripada satu lapisan, bersalut atas untuk kekuatan dengan lapisan kepingan logam (keluli bumbung, aluminium, dll.), plaster kering dari mortar simen, dsb. Jika lapisan penutup logam digunakan , rintangan habanya boleh diabaikan. Sekiranya lapisan penutup adalah plaster, maka kekonduksian termanya berbeza sedikit daripada kekonduksian terma penebat haba. Dalam kes ini, ketebalan lapisan penutup ialah, mm: untuk paip dengan diameter kurang daripada 100 mm - 10; untuk paip dengan diameter 100-1000 mm - 15; untuk paip dengan diameter besar - 20.

Ketebalan penebat haba dan lapisan penutup tidak boleh melebihi ketebalan had, bergantung pada beban jisim pada saluran paip dan dimensi keseluruhannya. Dalam jadual. 23 menunjukkan nilai ketebalan maksimum penebat saluran paip stim, yang disyorkan oleh piawaian untuk reka bentuk penebat haba.

Penebat haba peranti teknologi boleh menjadi satu lapisan atau berbilang lapisan. Kehilangan haba melalui haba

penebat bergantung pada jenis bahan. Kehilangan haba dalam saluran paip dikira untuk 1 dan 100 m panjang saluran paip, dalam peralatan proses - untuk 1 m 2 permukaan radas.

Lapisan bahan cemar pada dinding dalaman saluran paip mewujudkan rintangan haba tambahan kepada pemindahan haba ke dalam ruang sekeliling. Rintangan terma R (m. K / W) semasa pergerakan beberapa penyejuk mempunyai nilai berikut:

Talian paip yang membekalkan penyelesaian teknologi kepada radas dan pembawa haba panas kepada penukar haba mempunyai kelengkapan di mana sebahagian daripada haba aliran hilang. Kehilangan haba tempatan (W / m) ditentukan oleh formula

Pekali rintangan tempatan pemasangan saluran paip mempunyai nilai berikut:

Semasa menyusun jadual. 24 pengiraan kehilangan haba tertentu telah dijalankan untuk saluran paip lancar keluli (tekanan< 3,93 МПа). При расчете тепловых потерь исходили из следующих данных: тем-

suhu udara di dalam bilik diambil sama dengan 20 °C; kelajuannya semasa perolakan bebas ialah 0.2 m/s; tekanan wap - 1x10 5 Pa; suhu air - 50 dan 70 ° C; penebat haba dibuat dalam satu lapisan kord asbestos, = 0.15 W / (m. K); pekali pemindahan haba а„ \u003d 15 W / (m 2 - K).

Contoh 1. Pengiraan kehilangan haba tentu dalam saluran paip stim.

Contoh 2. Pengiraan kehilangan haba tentu dalam saluran paip tidak bertebat.

Diberi syarat

Saluran paip adalah keluli dengan diameter 108 mm. Diameter nominal d y = 100 mm. Suhu wap 110°C, suhu persekitaran 18°C. Kekonduksian terma keluli X = 45 W / (m. K).

Data yang diperoleh menunjukkan bahawa penggunaan penebat haba mengurangkan kehilangan haba setiap 1 m panjang saluran paip sebanyak 2.2 kali.

Kehilangan haba khusus, W/m 2, dalam radas teknologi pengeluaran kulit dan perampa adalah:

Contoh 3. Pengiraan kehilangan haba tentu dalam peranti teknologi.

1. Drum Gergasi diperbuat daripada larch.

2. Firma pengering "Hirako Kinzoku".

3. Bot panjang untuk mewarna beret. Diperbuat daripada keluli tahan karat [k = 17.5 W/(m-K)]; tiada penebat haba. Dimensi keseluruhan bot panjang ialah 1.5 x 1.4 x 1.4 m. Ketebalan dinding ialah 8 ST = 4 mm. Suhu proses t = = 90 °C; udara dalam bengkel / av = 20 ° С. Halaju udara dalam bengkel v = 0.2 m/s.

Pekali pemindahan haba a boleh dikira seperti berikut: a = 9.74 + 0.07 At. Pada / cp \u003d 20 ° C, a ialah 10-17 W / (m 2. K).

Jika permukaan penyejuk radas terbuka, kehilangan haba tentu dari permukaan ini (W / m 2) dikira dengan formula

Perkhidmatan perindustrian "Capricorn" (Great Britain) mencadangkan untuk menggunakan sistem "Alplas" untuk mengurangkan kehilangan haba daripada permukaan terbuka penyejuk. Sistem ini berdasarkan penggunaan bebola terapung polipropilena berongga yang hampir sepenuhnya menutup permukaan cecair. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pada suhu air dalam tangki terbuka 90 ° C, kehilangan haba apabila menggunakan lapisan bola dikurangkan sebanyak 69.5%, dua lapisan - sebanyak 75.5%.

Contoh 4. Pengiraan kehilangan haba tentu melalui dinding loji pengeringan.

Dinding pengering boleh dibuat daripada pelbagai bahan. Pertimbangkan struktur dinding berikut:

1. Dua lapisan keluli dengan ketebalan 5 ST = 3 mm dengan penebat terletak di antara mereka dalam bentuk plat asbestos dengan ketebalan 5 Dan = 3 cm dan kekonduksian terma X dan = 0.08 W / (m. K) .

Imbangan haba unit dandang mewujudkan kesamaan antara jumlah haba yang memasuki unit dan penggunaannya. Berdasarkan keseimbangan haba unit dandang, penggunaan bahan api ditentukan dan faktor kecekapan dikira, yang merupakan ciri terpenting kecekapan tenaga dandang.

Dalam unit dandang, tenaga bahan api yang terikat secara kimia semasa proses pembakaran ditukar kepada haba fizikal produk pembakaran mudah terbakar. Haba ini digunakan untuk menjana dan memanaskan wap atau memanaskan air. Disebabkan oleh kehilangan yang tidak dapat dielakkan semasa pemindahan haba dan penukaran tenaga, produk (wap, air, dsb.) hanya menyerap sebahagian daripada haba. Bahagian lain terdiri daripada kerugian yang bergantung kepada kecekapan organisasi proses penukaran tenaga (pembakaran bahan api) dan pemindahan haba kepada produk yang dihasilkan.

Imbangan haba unit dandang adalah untuk mewujudkan kesamaan antara jumlah haba yang diterima dalam unit dan jumlah haba yang digunakan dan kehilangan haba. Imbangan haba unit dandang disusun untuk 1 kg bahan api pepejal atau cecair atau untuk 1 m 3 gas. Persamaan di mana keseimbangan haba unit dandang untuk keadaan terma keadaan mantap unit ditulis dalam bentuk berikut:

Q p / p = Q 1 + ∑Q n

Q p / p \u003d Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 (19.3)

Di mana Q p/p ialah haba yang ada; Q 1 - haba terpakai; ∑Q n - jumlah kerugian; Q 2 - kehilangan haba dengan gas keluar; Q 3 - kehilangan haba daripada pembakaran bahan kimia; Q 4 - kehilangan haba daripada ketidaklengkapan mekanikal pembakaran; Q 5 - kehilangan haba kepada alam sekitar; Q 6 - kehilangan haba dengan haba fizikal sanga.

Jika setiap sebutan di sebelah kanan persamaan (19.3) dibahagikan dengan Q p / p dan didarab dengan 100%, kita mendapat bentuk kedua persamaan, di mana keseimbangan haba unit dandang:

q 1 + q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6 = 100% (19.4)

Dalam persamaan (19.4), nilai q 1 mewakili kecekapan pemasangan "kasar". Ia tidak mengambil kira kos tenaga untuk menservis loji dandang: pemacu ekzos asap, kipas, pam suapan dan kos lain. Faktor kecekapan "bersih" adalah kurang daripada faktor kecekapan "kasar", kerana ia mengambil kira kos tenaga untuk keperluan loji itu sendiri.

Bahagian masuk kiri persamaan imbangan haba (19.3) ialah hasil tambah kuantiti berikut:

Q p / p \u003d Q p / n + Q v.vn + Q stim + Q fizikal (19.5)

di mana Q B.BH ialah haba yang dimasukkan ke dalam unit dandang dengan udara setiap 1 kg bahan api. Haba ini diambil kira apabila udara dipanaskan di luar unit dandang (contohnya, dalam pemanas stim atau elektrik yang dipasang sebelum pemanas udara); jika udara dipanaskan hanya dalam pemanas udara, maka haba ini tidak diambil kira, kerana ia kembali ke relau unit; Wap Q - haba dimasukkan ke dalam relau dengan wap letupan (muncung) setiap 1 kg bahan api; Q fizikal t - haba fizikal 1 kg atau 1 m 3 bahan api.

Haba yang dimasukkan dengan udara dikira dengan kesamaan

Q V.BH \u003d β V 0 C p (T g.vz - T h.vz)

di mana β ialah nisbah jumlah udara di salur masuk kepada pemanas udara kepada keperluan secara teori; c p ialah kapasiti haba isobarik isipadu purata udara; pada suhu udara sehingga 600 K, ia boleh dipertimbangkan dengan p \u003d 1.33 kJ / (m 3 K); T g.vz - suhu udara panas, K; T x.vz - suhu udara sejuk, biasanya diambil bersamaan dengan 300 K.

Haba yang dimasukkan dengan stim untuk menyembur minyak bahan api (wap muncung) didapati dengan formula:

Pasangan Q \u003d W f (i f - r)

di mana W f - penggunaan stim penyuntik, sama dengan 0.3 - 0.4 kg/kg; i f - entalpi wap muncung, kJ/kg; r ialah haba pengewapan, kJ/kg.

Haba fizikal 1 kg bahan api:

Q fizikal t - dengan t (T t - 273),

dengan c t ialah kapasiti haba bahan api, kJ/(kgK); T t - suhu bahan api, K.

Nilai Q fizikal. t biasanya tidak penting dan jarang diambil kira dalam pengiraan. Pengecualian adalah minyak bahan api dan gas mudah terbakar rendah kalori, yang mana nilai Q fizikal.t adalah penting dan mesti diambil kira.

Jika tiada pemanasan awal udara dan bahan api dan wap tidak digunakan untuk pengabusan bahan api, maka Q p / p = Q p / n. Istilah kehilangan haba dalam persamaan imbangan haba unit dandang dikira berdasarkan persamaan yang diberikan di bawah.

1. Kehilangan haba dengan gas ekzos Q 2 (q 2) ditakrifkan sebagai perbezaan antara entalpi gas di alur keluar unit dandang dan udara yang memasuki unit dandang (pemanas udara), i.e.

di mana V r ialah isipadu hasil pembakaran 1 kg bahan api, ditentukan oleh formula (18.46), m 3 / kg; c р.r, с р.в - kapasiti haba isobarik isipadu purata produk pembakaran bahan api dan udara, ditakrifkan sebagai kapasiti haba campuran gas (§ 1.3) menggunakan jadual (lihat Lampiran 1); T uh, T x.vz - suhu gas serombong dan udara sejuk; a - pekali mengambil kira kerugian akibat pembakaran bahan api secara mekanikal.

Unit dandang dan relau industri beroperasi, sebagai peraturan, di bawah beberapa vakum, yang dicipta oleh ekzos asap dan cerobong asap. Akibatnya, melalui kekurangan ketumpatan dalam pagar, serta melalui penetasan pemeriksaan, dsb. sejumlah udara disedut dari atmosfera, yang isipadunya mesti diambil kira semasa mengira I ux.

Entalpi semua udara yang memasuki unit (termasuk cawan sedutan) ditentukan oleh pekali udara berlebihan pada alur keluar pemasangan α ux = α t + ∆α.

Jumlah sedutan udara dalam pemasangan dandang tidak boleh melebihi ∆α = 0.2 ÷ 0.3.

Daripada semua kehilangan haba, Q 2 adalah yang paling ketara. Nilai Q 2 meningkat dengan peningkatan nisbah udara berlebihan, suhu gas serombong, kandungan lembapan bahan api pepejal dan pemberat dengan gas tidak mudah terbakar bahan api gas. Mengurangkan sedutan udara dan meningkatkan kualiti pembakaran membawa kepada sedikit pengurangan kehilangan haba Q 2 . Faktor penentu utama yang mempengaruhi kehilangan haba oleh gas ekzos ialah suhunya. Untuk mengurangkan T uh, kawasan permukaan pemanasan yang menggunakan haba - pemanas udara dan penjimat - ditingkatkan.

Nilai Tx mempengaruhi bukan sahaja kecekapan unit, tetapi juga kos modal yang diperlukan untuk memasang pemanas udara atau penjimatan. Dengan penurunan Tx, kecekapan meningkat dan penggunaan bahan api dan kos bahan api berkurangan. Walau bagaimanapun, ini meningkatkan kawasan permukaan yang menggunakan haba (dengan perbezaan suhu yang kecil, luas permukaan pertukaran haba mesti ditingkatkan; lihat § 16.1), yang meningkatkan kos pemasangan dan kos operasi. Oleh itu, untuk unit dandang yang baru direka bentuk atau pemasangan lain yang memakan haba, nilai T uh ditentukan daripada pengiraan teknikal dan ekonomi, yang mengambil kira pengaruh T uh bukan sahaja pada kecekapan, tetapi juga pada jumlah kos modal. dan kos operasi.

Satu lagi faktor penting yang mempengaruhi pilihan Tx ialah kandungan sulfur bahan api. Pada suhu rendah (kurang daripada suhu titik embun gas serombong), wap air boleh terpeluwap pada paip permukaan pemanasan. Apabila berinteraksi dengan anhidrida sulfur dan sulfurik, yang terdapat dalam produk pembakaran, asid sulfur dan sulfurik terbentuk. Akibatnya, permukaan pemanasan tertakluk kepada kakisan yang sengit.

Unit dandang moden dan tanur untuk membakar bahan binaan mempunyai T uh = 390 - 470 K. Apabila membakar gas dan bahan api pepejal dengan kelembapan rendah T uh - 390 - 400 K, arang batu basah

T yx \u003d 410 - 420 K, minyak bahan api T yx \u003d 440 - 460 K.

Kelembapan bahan api dan kekotoran gas tidak mudah terbakar adalah pemberat pembentuk gas, yang meningkatkan jumlah produk pembakaran yang terhasil daripada pembakaran bahan api. Ini meningkatkan kerugian Q 2 .

Apabila menggunakan formula (19.6), perlu diingat bahawa isipadu produk pembakaran dikira tanpa mengambil kira pembakaran bawah mekanikal bahan api. Jumlah sebenar produk pembakaran, dengan mengambil kira ketidaklengkapan mekanikal pembakaran, akan menjadi kurang. Keadaan ini diambil kira dengan memasukkan faktor pembetulan a \u003d 1 - p 4 /100 ke dalam formula (19.6).

2. Kehilangan haba daripada pembakaran bahan kimia Q 3 (q 3). Gas-gas di alur keluar relau mungkin mengandungi produk pembakaran tidak lengkap bahan api CO, H 2 , CH 4 , haba pembakaran yang tidak digunakan dalam isipadu relau dan seterusnya di sepanjang laluan unit dandang. Jumlah haba pembakaran gas-gas ini menentukan pembakaran bawah bahan kimia. Punca-punca pembakaran bahan kimia boleh menjadi:

• kekurangan agen pengoksidaan (α<; 1);
• pencampuran bahan api yang lemah dengan pengoksida (α ≥ 1);
• lebihan udara yang besar;
• pelepasan tenaga spesifik yang rendah atau terlalu tinggi dalam kebuk pembakaran q v , kW/m 3 .

Kekurangan udara membawa kepada fakta bahawa sebahagian daripada unsur mudah terbakar produk gas hasil pembakaran bahan api yang tidak lengkap mungkin tidak terbakar sama sekali kerana kekurangan agen pengoksidaan.

Pencampuran bahan api yang lemah dengan udara adalah punca sama ada kekurangan oksigen setempat dalam zon pembakaran, atau, sebaliknya, lebihan besar daripadanya. Lebihan udara yang besar menyebabkan penurunan suhu pembakaran, yang mengurangkan kadar tindak balas pembakaran dan menjadikan proses pembakaran tidak stabil.

Pelepasan haba tentu yang rendah dalam relau (q v = BQ p / n / V t, di mana B ialah penggunaan bahan api; V T ialah isipadu relau) adalah punca pelesapan haba yang kuat dalam isipadu relau dan membawa kepada penurunan. dalam suhu. Nilai qv yang tinggi juga menyebabkan underburn bahan kimia. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa masa tertentu diperlukan untuk menyelesaikan tindak balas pembakaran, dan dengan nilai qv yang dinilai terlalu tinggi, masa yang dihabiskan oleh campuran bahan api udara dalam isipadu relau (iaitu, dalam zon suhu tertinggi ) tidak mencukupi dan membawa kepada penampilan komponen mudah terbakar dalam produk pembakaran gas. Dalam relau unit dandang moden, nilai qv yang dibenarkan mencapai 170 - 350 kW / m 3 (lihat § 19.2).

Untuk unit dandang yang baru direka, nilai qv dipilih mengikut data normatif, bergantung pada jenis bahan api yang dibakar, kaedah pembakaran dan reka bentuk peranti pembakaran. Semasa ujian keseimbangan unit dandang operasi, nilai Q 3 dikira mengikut data analisis gas.

Apabila membakar bahan api pepejal atau cecair, nilai Q 3, kJ / kg, boleh ditentukan oleh formula (19.7)

3. Kehilangan haba daripada pembakaran bahan api yang tidak lengkap secara mekanikal Q 4 (g 4). Semasa pembakaran bahan api pepejal, sisa (abu, sanga) mungkin mengandungi sejumlah bahan mudah terbakar yang tidak terbakar (terutamanya karbon). Akibatnya, tenaga bahan api yang terikat secara kimia hilang sebahagiannya.

Kehilangan haba daripada pembakaran tidak lengkap mekanikal termasuk kehilangan haba disebabkan oleh:

• kegagalan zarah kecil bahan api melalui celah dalam parut Q CR (q PR);
• penyingkiran sebahagian daripada bahan api yang tidak terbakar dengan sanga dan abu Q shl (q shl);
• pemerangkapan zarah bahan api kecil oleh gas serombong Q un (q un)

Q 4 - Q pr + Q un + Q sl

Kehilangan haba q yn mengambil nilai yang besar semasa pembakaran bahan api hancur, dan juga semasa pembakaran arang batu tidak bercapuk dalam lapisan pada jeriji tetap atau boleh alih. Nilai q un untuk relau berlapis bergantung pada pelepasan tenaga khusus yang jelas (tegasan haba) cermin pembakaran q R, kW / m 2, i.e. pada jumlah tenaga haba yang dibebaskan, dirujuk kepada 1 m 2 lapisan pembakaran bahan api.

Nilai yang dibenarkan bagi q R BQ p / n / R (B - penggunaan bahan api; R - kawasan cermin pembakaran) bergantung pada jenis bahan api pepejal yang dibakar, reka bentuk relau, pekali udara berlebihan, dsb. Dalam relau berlapis unit dandang moden, nilai q R mempunyai nilai dalam julat 800 - 1100 kW / m 2. Apabila mengira unit dandang, nilai q R, q 4 \u003d q np + q sl + q un diambil mengikut bahan pengawalseliaan. Semasa ujian keseimbangan, kehilangan haba daripada pembakaran bawah mekanikal dikira mengikut keputusan analisis teknikal makmal sisa pepejal kering untuk kandungan karbonnya. Biasanya untuk relau dengan pemuatan bahan api manual q 4 = 5 ÷ 10%, dan untuk relau mekanikal dan separa mekanikal q 4 = 1 ÷ 10%. Apabila membakar bahan api hancur dalam suar dalam unit dandang kuasa sederhana dan tinggi q 4 = 0.5 ÷ 5%.

4. Kehilangan haba kepada persekitaran Q 5 (q 5) bergantung kepada sebilangan besar faktor dan terutamanya pada saiz dan reka bentuk dandang dan relau, kekonduksian terma bahan dan ketebalan dinding lapisan, terma prestasi dandang, suhu lapisan luar lapisan dan udara ambien, dsb.

Kehilangan haba kepada persekitaran pada kapasiti nominal ditentukan mengikut data standard bergantung kepada kuasa unit dandang dan kehadiran permukaan pemanasan tambahan (economizer). Untuk dandang stim dengan kapasiti sehingga 2.78 kg / s stim q 5 - 2 - 4%, sehingga 16.7 kg / s - q 5 - 1 - 2%, lebih daripada 16.7 kg / s - q 5 \u003d 1 - 0 ,5%.

Kehilangan haba kepada alam sekitar diagihkan melalui pelbagai saluran gas unit dandang (relau, pemanas lampau, penjimat, dll.) mengikut kadar haba yang dikeluarkan oleh gas dalam saluran gas ini. Kerugian ini diambil kira dengan memperkenalkan pekali penjimatan haba φ \u003d 1 q 5 / (q 5 + ȵ k.a) di mana ȵ k.a ialah kecekapan unit dandang.

5. Kehilangan haba dengan haba fizikal abu dan sanga dikeluarkan dari relau Q 6 (q 6) adalah tidak ketara, dan ia perlu diambil kira hanya untuk pembakaran berlapis dan ruang bahan api berbilang abu (seperti arang batu perang). , syal), yang mana ia adalah 1 - 1, 5%.

Kehilangan haba dengan abu panas dan sanga q 6,%, dikira dengan formula

di mana shl - bahagian abu bahan api dalam sanga; С sl - kapasiti haba sanga; T sl - suhu sanga.

Dalam kes pembakaran bahan api hancur, a shl = 1 - a un (a un ialah perkadaran abu bahan api yang dibawa pergi dari relau dengan gas).

Untuk relau berlapis a sl shl = a sl + a pr (a pr ialah perkadaran abu bahan api dalam "celupan"). Dengan penyingkiran sanga kering, suhu sanga diandaikan Tsh = 870 K.

Dengan penyingkiran sanga cecair, yang kadang-kadang diperhatikan semasa pembakaran bahan api hancur, T slug \u003d T abu + 100 K (T ash ialah suhu abu dalam keadaan cair cair). Dalam kes pembakaran berlapis syal minyak, kandungan abu Ar diperbetulkan untuk kandungan karbon dioksida karbonat, bersamaan dengan 0.3 (СО 2), i.е. kandungan abu diambil sama dengan A P + 0.3 (CO 2) p/k.Jika sanga yang dikeluarkan dalam keadaan cair, maka nilai q 6 mencapai 3%.

Dalam relau dan pengering yang digunakan dalam industri bahan binaan, sebagai tambahan kepada kehilangan haba yang dianggap, ia juga perlu mengambil kira kehilangan pemanasan peranti pengangkutan (contohnya, troli) di mana bahan itu tertakluk kepada rawatan haba. Kerugian ini boleh mencecah sehingga 4% atau lebih.

Oleh itu, kecekapan "kasar" boleh ditakrifkan sebagai

ȵ k.a = g 1 - 100 - ∑q kerugian (19.9)

Kami menandakan haba yang dirasakan oleh produk (wap, air) sebagai Qk.a, kW, maka kami mempunyai:

untuk dandang stim

Q 1 \u003d Q k.a \u003d D (i n.n - i p.n) + pD / 100 (i - i p.v) (19.10)

untuk dandang air panas

Q 1 \u003d Q k.a \u003d M in dengan r.v (T keluar - T in) (19.11)

Di mana D ialah kapasiti dandang, kg/s; i p.p - entalpi wap panas lampau (jika dandang menghasilkan wap tepu, maka bukannya i p.v seseorang harus meletakkan (i pn) kJ / kg; i p.v - entalpi air suapan, kJ / kg; p - jumlah air yang dikeluarkan daripada unit dandang untuk mengekalkan kandungan garam yang dibenarkan dalam air dandang (yang dipanggil blowdown berterusan dandang),%; i - entalpi air dandang, kJ / kg; M dalam - aliran air melalui unit dandang, kg / s; c r.v - kapasiti haba air , kJ/(kgK); Tout - suhu air panas di alur keluar dandang; Tin - suhu air di salur masuk dandang.

Penggunaan bahan api B, kg / s atau m 3 / s, ditentukan oleh formula

B \u003d Q k.a / (Q r / n ȵ k.a) (19.12)

Isipadu produk pembakaran (lihat § 18.5) ditentukan tanpa mengambil kira kerugian akibat pembakaran bawah mekanikal. Oleh itu, pengiraan lanjut unit dandang (pertukaran haba dalam relau, penentuan kawasan permukaan pemanasan dalam saluran gas, pemanas udara dan penjimatan) dilakukan mengikut anggaran jumlah bahan api Вр:

(19.13)

Apabila membakar gas dan minyak bahan api B p \u003d B.

Fluks haba Q p melalui permukaan S st dinding pengering dikira mengikut persamaan pemindahan haba:

Q p \u003d k * Δt cf * S st,

Pekali pemindahan haba k dikira menggunakan formula untuk dinding berbilang lapisan:

di mana δ dan λ adalah, masing-masing, ketebalan dan kekonduksian terma pelbagai lapisan lapisan dan penebat haba.

Cari nilai kriteria Re:

Re \u003d v * l / υ \u003d 2.5 m / s * 1.65 m / 29 * 10 -6 m 2 / s \u003d 142241

Nu=0.66*Re 0.5*Pr 0.33=0.66*142241 0.5*1.17 0.33=262.2.

Pekali pemindahan haba α dari agen pengeringan ke permukaan dalaman dinding:

α 1 \u003d Nu * λ / l \u003d 262.2 * 3.53 * 10 -2 W / (m * K) / 1.65 m \u003d 5.61 W / m 2 * K.

Jumlah pekali pemindahan haba perolakan dan sinaran dari dinding luar ke udara ambien:

α 2 \u003d 9.74 + 0.07 * (t st -t c),

di mana t cf ialah suhu dinding luar, t st \u003d 40 0 ​​​​С,

t dalam - suhu ambien, t dalam \u003d 20 0 С,

α 2 \u003d 9.74 + 0.07 * (40 0 C-20 0 C) \u003d 11.14 W / m 2 * K.

Mengikut suhu gas, kami memilih ketebalan lapisan (tab. 3.1)

lapisan -

tanah liat - 125 mm

keluli - 20 mm

tanah liat - 1.05 W / m * K

keluli - 46.5 W/m*K

Mencari pekali pemindahan haba:

Kami menentukan permukaan dinding S st:

S st \u003d π * d * l \u003d 3.14 * 1.6 m * 8 m \u003d 40.2 m 2,

Q p \u003d 2.581 W / (m 2 * K) * 89 0 C * 40.2 m 2 \u003d 9234 W.

Kehilangan haba spesifik kepada alam sekitar ditentukan oleh formula:

di mana W ialah jisim lembapan yang dikeluarkan daripada bahan kering dalam 1 s.

q p \u003d 9234 W / 0.061 kg / s \u003d 151377.05 W * s / kg.

2.3. Pengiraan pemanas untuk pengeringan udara

Jumlah haba Q 0 dikira dengan formula:

Q 0 \u003d L * (I 1 -I 0)

Q 0 \u003d 2.46 kg / s * (159 kJ / kg + 3.35 kJ / kg) \u003d 399.381 kW

Kami mengira perbezaan suhu purata menggunakan formula persamaan logaritma:

di mana Δt m \u003d t 1 -t 2n

Δt b \u003d t 1 -t 2k

t 1 - suhu stim pemanasan (sama dengan suhu tepu stim pada tekanan tertentu).

Pada tekanan 5.5 atm. t 1 \u003d 154.6 0 С (st 550)

t 2n, t 2k - suhu udara pada masuk dan keluar kalorimeter, t 2k \u003d 150 0 С; t 2n \u003d -7.7 0 C.

Δt b \u003d 154.6 0 C + 7.7 0 C \u003d 162.3 0 C,

Δt m \u003d 154.6 0 С-150 0 С \u003d 4.6 0 С,

Permukaan pemindahan haba S t kalorimeter ditentukan oleh persamaan pemindahan haba:

S t \u003d Q 0 / hingga Δt cf.,

dengan k ialah pekali pemindahan haba, yang digunakan untuk pemanas bersirip bergantung pada halaju jisim udara ρ*v. Biarkan ρ * v \u003d 3 kg / m 2 * s; kemudian k \u003d 30 W / m 2 * k.

Kami mendapati nombor n k. bahagian pemanas yang diperlukan:

n k. \u003d S t / S s,

di mana S c ialah permukaan pertukaran haba bagi bahagian itu.

Mari ambil pemanas bersirip:

Oleh kerana bilangan bahagian sebenar dipilih dengan margin 15-20%, maka n k. \u003d 6.23 + 6.23 * 0.15 \u003d 7.2≈8 bahagian.

Halaju jisim udara dalam pemanas dikira:

di mana L ialah kadar aliran udara yang benar-benar kering,

Jadual kandungan subjek "Peraturan Metabolisme dan Tenaga. Pemakanan Rasional. Metabolisme Asas. Suhu Badan dan Peraturannya.":
1. Kos tenaga badan dalam keadaan aktiviti fizikal. Pekali aktiviti fizikal. Peningkatan kerja.
2. Pengawalseliaan metabolisme dan tenaga. Pusat peraturan metabolik. Modulator.
3. Kepekatan glukosa dalam darah. Skim peraturan kepekatan glukosa. Hipoglisemia. Koma hipoglisemik. Kelaparan.
4. Pemakanan. Norma pemakanan. Nisbah protein, lemak dan karbohidrat. nilai tenaga. Kandungan kalori.
5. Diet wanita hamil dan menyusu. Catuan makanan bayi. Pengagihan catuan harian. Serat makanan.
6. Pemakanan rasional sebagai faktor mengekalkan dan mengukuhkan kesihatan. Gaya hidup sihat. Mod makan.
7. Suhu badan dan peraturannya. Homeotermik. Poikilotermik. Isoterm. Organisma heterotermik.
8. Suhu badan normal. teras homeothermal. Cengkerang poikilotermik. suhu keselesaan. Suhu badan manusia.
9. Pengeluaran haba. kehangatan primer. termoregulasi endogen. kehangatan sekunder. termogenesis kontraktil. termogenesis tidak menggigil.

Terdapat cara berikut pemindahan haba oleh badan kepada alam sekitar: sinaran, pengaliran haba, perolakan dan penyejatan.

Sinaran- ini adalah kaedah pemindahan haba ke persekitaran oleh permukaan badan manusia dalam bentuk gelombang elektromagnet julat inframerah (a = 5-20 mikron). Jumlah haba yang dilesapkan oleh badan ke dalam persekitaran melalui sinaran adalah berkadar dengan luas permukaan sinaran dan perbezaan antara suhu purata kulit dan persekitaran. Luas permukaan sinaran ialah jumlah luas permukaan bahagian-bahagian badan yang bersentuhan dengan udara. Pada suhu ambien 20 ° C dan kelembapan relatif 40-60%, badan orang dewasa hilang melalui radiasi kira-kira 40-50% daripada semua haba yang dikeluarkan. Pemindahan haba secara sinaran meningkat dengan penurunan suhu ambien dan berkurangan dengan peningkatannya. Di bawah keadaan suhu persekitaran yang berterusan, sinaran dari permukaan badan meningkat dengan peningkatan suhu kulit dan berkurangan dengan penurunan di dalamnya. Jika suhu purata permukaan kulit dan persekitaran disamakan (perbezaan suhu menjadi sama dengan sifar), pemindahan haba melalui sinaran menjadi mustahil. Adalah mungkin untuk mengurangkan pemindahan haba badan dengan sinaran dengan mengurangkan luas permukaan sinaran ("melipat badan menjadi bola"). Jika suhu ambien melebihi suhu kulit purata, badan manusia, dengan menyerap sinar inframerah yang dipancarkan oleh objek sekeliling, memanaskan badan.

nasi. 13.4. Jenis pemindahan haba. Cara pemindahan haba oleh badan ke persekitaran luaran boleh dibahagikan secara syarat kepada pemindahan haba "basah" yang berkaitan dengan penyejatan peluh dan lembapan dari kulit dan membran mukus, dan pemindahan haba "kering", yang tidak dikaitkan dengan cecair kerugian.

Pengaliran haba- kaedah pemindahan haba yang berlaku semasa sentuhan, sentuhan badan manusia dengan badan fizikal lain. Jumlah haba yang dikeluarkan oleh badan kepada alam sekitar dengan cara ini adalah berkadar dengan perbezaan suhu purata badan yang bersentuhan, luas permukaan yang bersentuhan, masa sentuhan terma dan kekonduksian terma yang bersentuhan. badan. Udara kering, tisu adiposa dicirikan oleh kekonduksian haba yang rendah dan merupakan penebat haba. Penggunaan pakaian yang diperbuat daripada fabrik yang mengandungi sejumlah besar "gelembung" udara tidak alih yang kecil di antara gentian (contohnya, fabrik bulu) membolehkan tubuh manusia mengurangkan pelesapan haba melalui pengaliran. Udara lembap tepu dengan wap air, air dicirikan oleh kekonduksian terma yang tinggi. Oleh itu, tinggal seseorang dalam persekitaran yang mempunyai kelembapan tinggi pada suhu rendah disertai dengan peningkatan kehilangan haba badan. Pakaian basah juga kehilangan sifat penebatnya.

Perolakan- kaedah pemindahan haba badan, dijalankan dengan memindahkan haba dengan menggerakkan zarah udara (air). Pelesapan haba secara perolakan memerlukan aliran udara di sekeliling permukaan badan dengan suhu yang lebih rendah daripada kulit. Pada masa yang sama, lapisan udara yang bersentuhan dengan kulit menjadi panas, mengurangkan ketumpatannya, meningkat dan digantikan dengan udara yang lebih sejuk dan padat. Di bawah keadaan apabila suhu udara adalah 20 ° C dan kelembapan relatif adalah 40-60%, badan orang dewasa menghilangkan kira-kira 25-30% haba ke alam sekitar melalui pengaliran haba dan perolakan (konveksi asas). Dengan peningkatan dalam kelajuan pergerakan aliran udara (angin, pengudaraan), keamatan pemindahan haba (konveksi paksa) juga meningkat dengan ketara.

Pembebasan haba dari badan melalui pengaliran haba, perolakan dan izlu cheniya, dipanggil bersama pelesapan haba "kering"., menjadi tidak berkesan apabila suhu purata permukaan badan dan persekitaran menyamai.

Pemindahan haba melalui penyejatan- ini adalah cara untuk badan menghilangkan haba ke persekitaran kerana kosnya untuk penyejatan peluh atau lembapan dari permukaan kulit dan lembapan dari membran mukus saluran pernafasan (pemindahan haba "basah"). Pada manusia, peluh sentiasa dirembeskan oleh kelenjar peluh kulit ("terlihat", atau kelenjar, kehilangan air), membran mukus saluran pernafasan dibasahi ("tidak dapat dilihat" kehilangan air) (Rajah 13.4). Pada masa yang sama, kehilangan air yang "boleh dilihat" oleh badan mempunyai kesan yang lebih ketara ke atas jumlah haba yang dikeluarkan oleh penyejatan daripada yang "tidak dapat dilihat".

Pada suhu ambien kira-kira 20 ° C, penyejatan lembapan adalah kira-kira 36 g / j. Oleh kerana 0.58 kcal tenaga haba dibelanjakan untuk penyejatan 1 g air dalam seseorang, mudah untuk mengiranya, dengan penyejatan , badan orang dewasa mengeluarkan di bawah keadaan ini kepada persekitaran kira-kira 20% daripada jumlah haba yang hilang Peningkatan suhu luaran, kerja fizikal, tinggal lama dalam pakaian penebat haba meningkatkan peluh dan ia boleh meningkat sehingga 500-2000 g / h. Jika suhu luaran melebihi suhu purata kulit, maka badan tidak boleh mengeluarkan haba persekitaran luaran melalui sinaran, perolakan dan pengaliran haba. Badan dalam keadaan ini mula menyerap haba dari luar, dan satu-satunya cara untuk menghilangkan haba adalah untuk meningkatkan penyejatan lembapan dari permukaan badan. Penyejatan sedemikian mungkin selagi kelembapan udara ambien kekal kurang daripada 100%. kelembapan tinggi dan halaju udara rendah, apabila Peluh, tidak sempat menyejat, bergabung dan mengalir dari permukaan badan, pemindahan haba secara penyejatan menjadi kurang berkesan.