для h1, в которой 1=0,02 – 0,067 кВт/(м2 °С), lст =0,005–0,006 м, ст= = 0,046 кВт/(м °С), 2 = 0,097 кВт/(м2 °С).
Диаметр жаровой трубы Dж.т принимают равным 0,5 – 0,6 м.
При паровом нагреве необходимое количество пара, кг/ч, [1, 2]
Q |
Qобщ.о Qобщ.д |
, |
(3.34) |
|
|
||||
п |
I1 |
I2 |
|
|
|
|
|
||
где I1 – энтальпия 1 кг пара при рабочем давлении 0,8 – 1,2 МПа, кДж/кг, принимается по данным таблиц состояния пара или диаграмм;
I2 |
– энтальпия отработанного пара, I2 =500 – 600 кДж/кг. |
|
|||
|
|
|
И |
|
|
|
При масляном нагреве часовой расход масла, кг/ч, [1, 2] |
|
|||
|
|
Д |
|
||
|
Qм |
Qобщ.о Qобщ.д |
|
||
|
cм tм.в tм.н |
, |
(3.35) |
||
|
А |
=1,8–2,1 кДж/(кг °С); tм.в – |
|||
где см – удельная теплоемкость масла, см |
|||||
температура масла на входе в змеевики битумохранилища, tм.в= = 250 270 С; tм.н – температураб масла на выходе из змеевиков битумохранилища, tм.н =160 – 180 °С.
Пм с запасом 10 – 20 %. По подаче насоса определяют проходные
сечения маслопроводов |
змеевиков. |
С |
спользуют для обезвоживания битума и |
Битумонагреватель |
Подачу масляногоинасоса под ирают по часовому расходу масла
нагрева его до рабочей температуры t4=160 – 180 °С. Полезная теплота (кДж/ч) в битумонагревателе, работающем при атмосферном давлении, [1, 2]
Qн.о=QI + QІІ =П w r + Пcб(t4 – t3), |
(3.36) |
где r – удельная теплота парообразования, r = 2269 кДж/кг.
В битумонагревателе закрытого типа при нагреве битума паробитумная смесь нагревается до рабочей температуры 160 °С, а давление в системе возрастает до 0,05 – 0,6 МПа. Количество полезной теплоты в закрытом битумонагревателе
Qн.з=QI + QІІ+QІІІ=П ω r +Пcб(t4 – t3)+Пcп(t4 – t3)w, (3.37)
где сп – удельная теплоемкость пара, сп=1,926 кДж/(кг °С).
56
С учетом потерь теплоты стенками битумонагревателя общий расход теплоты при предварительных расчетах
Q |
1,2Q |
, |
(3.38) |
общ.н |
наг |
|
|
где Qнаг – полезная теплота нагревателя (закрытого или открытого типа), кДж/ч.
Тепловой расчет топок сушильных барабанов асфальтосмесителей, автогудронаторов, топок битумохранилищ и битумонагревательных котлов включает в себя определение поперечного сечения топки из условия пропуска с необходимой скоростью воздуха, нужного на горение топлива; объема топочного пространства по удельному тепловому напряжению топочного пространства; объема топки и ее длины по объему топочного пространства, а также потерь
теплоты топкой в окружающее пространство. |
|
|
|||||||
Диаметр топки, м, определяют исходя |
из условия |
пропуска |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
воздуха через поперечное сечение топки с определенной скоростью: |
|||||||||
D |
т |
|
|
|
4Vв |
|
, |
|
(3.39) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Д |
|
|
|||
|
|
|
|
3600 в |
|
|
|
топку, м3, |
|
где Vв – объем воздуха, пропускаемого |
|
за |
1 ч через |
||||||
|
|
А |
|
|
|
|
|||
б |
|
|
|
|
|
||||
Vв mдв mт / в ( mдв – действ тельный массовый расход воздуха на
С |
mт – часовой расход топлива, |
сжигание 1 кг топл ва, кг/кг топлива; |
|
кг; в – плотность воздуха, кг/м3, в |
=1,293 кг/м3); в – скорость |
движения воздуха черезипоперечное сечение топки, м/с. |
|
Движение воздуха под действием тяги вытяжного вентилятора |
|
при отсутствии устройств для принудительного смешивания воздуха с распыленным факелом топлива происходит со скоростью 2–3 м/с. При воздушном распыливании и интенсификации смешивания воздуха с распыленным факелом топлива скорость воздуха принимают до 5 м/с.
Объем, м3, топочного пространства или объем зоны горения топлива [2]
Vт.п Qр.нmт /qт.п, |
(3.40) |
где qт.п – удельное тепловое напряжение топочного пространства, кДж/(м3·ч).
57
Удельное тепловое напряжение топочного пространства зависит от типов топок: для топок автогудронатора qт.п= (3 – 5) кДж/(м3·ч); для топок битумонагревательных котлов и битумохранилищ qт.п= (5–10)106 кДж/(м3·ч); для топок сушильных барабанов асфальтосмесительных установок qт.п= (20 – 60) 106 кДж/(м3 ч).
Для автогудронаторов, битумохранилищ и битумонагревательных котлов объем топок равен объему топочного пространства. Для топок сушильных барабанов характерны высокая интенсивность процесса горения и дожигание топлива непосредственно в сушильном барабане. Объем топки, м3,
|
|
Vт (0,5 0,8)Vт.п; |
(3.41) |
||
длина топки, м, |
Lт 4Vт /( Dт2 ). |
|
|||
|
|
(3.42) |
|||
В современных топках сушильных барабанов отношение длины |
|||||
топки к ее диаметру равно 1,0 – 0,6. |
Д |
2 |
|||
|
|
|
|||
Потери теплоты, кДж, стенками топки в окружающее простран- |
|||||
ство |
|
А |
И |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Qп.т 3600hтSт (tт.д tкож ), |
(3.43) |
||
где hт – |
коэффициент теплопередачи стенками топки, |
кВт/(м °С); |
|||
Sт – площадь поверхности кожуха топки; tкож – температура кожуха. Коэффициент теплопередачи [2]
|
|
С |
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
h |
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, (3.44) |
||||||
1/a |
l |
|
/ |
|
l |
|
|
/ |
|
1/(a |
|
a |
|
) |
||||||||
т |
сл |
сл |
l |
асб |
/ |
асб |
кож |
кож |
к |
л |
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
где 1 – коэффициентитеплоотдачи от газов к огнеупорной футеровке, |
||||||||||||||||||||||
кВт/(м2 °С); |
1= |
0,01– 0,11 |
кВт/(м2 °С); |
lсл – |
толщина огнеупорного |
|||||||||||||||||
слоя, м; lсл= 0,12 м; сл – коэффициент теплопроводности огнеупорного слоя, сл= 0,001– 0,0014 кВт/(м °С); lасб – толщина асбестового слоя, м, lасб= 0,003 м; асб – коэффициент теплопроводности
асбестового слоя, асб = 0,00015 |
– 0,0002 кВт/(м2 °С); lкож – толщина |
||
наружного кожуха, м, lкож = |
0,005 м; |
кож– |
коэффициент |
теплопроводности стального кожуха, кож= 0,046– 0,058 кВт/(м2 °С);к – коэффициент теплоотдачи от металлического кожуха воздуху
конвекцией; а |
к |
0,0042V0,805 |
/ D0,195 |
при конвективной скорости |
|
в |
т.н |
|
потока воздуха 0,1 м/с; л – коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, кВт/(м2 °С).
58
t |
кож |
273 |
4 |
t |
в |
273) |
4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
а |
л |
с |
100 |
|
100 |
, |
(3.45) |
|
1 |
|
tкож |
tв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где с1 – коэффициент теплоотдачи, с1 = 0,0046 кВт/(м2 °С); tкож – температура поверхности кожуха топки, tкож=400–600 °С; tв – температура воздуха, tв= 20 °С.
Площадь, м2, поверхности кожуха топки
S |
т |
( D2 |
/4) D |
кож |
L |
т |
, |
(3.46) |
|
кож |
|
|
|
|
где Dкож – диаметр кожуха топки, м, Dкож = Dт+2lсл .
Тепловой расчет битумопроводов включает в себя расчет потерь теплоты в битумопроводе. Это необходимо для определения общего расхода теплоты и выбора теплогенератора (парового котла,
теплопередачи определяют аналогичноДрассмотренному ранее. Изменения температуры слоев перегородки в этом случае имеют
нагревателя масла). Расчет |
передачи |
теплоты |
через плоские |
|
трехслойные |
перегородки |
приведен |
И |
Коэффициент |
ниже. |
||||
автогудронатора ее поверхностьбАпринимают за плоскую, поскольку площади поверхности ц стерны и кожуха мало различаются. Однако при увеличении кр в зны теплопередающей поверхности разница
линейных характер. При расчете потерь теплоты стенками цистерны
между площадью обогревающей рубашки битумопровода и |
|
площадью кожуха теплоизоляциии |
возрастет. Изменение температуры |
по толщине стенки имеет криволинейный характер. При малой
толщине стенки обогревающей рубашки принимают температуру |
t2 , |
С |
а |
постоянной по толщине и равной температуре теплоносителя, |
количество теплоты, кДж, теряемое через слой теплоизоляции битумопровода, [1, 2]
б.пр |
|
3600 2 L t2 t1 из |
, |
(3.47) |
|
||||
|
|
2,3lg R/r |
|
|
где L – длина битумопровода, м; t2 – температура стенки обогревающей рубашки, °С; t1 – температура кожуха, °С; из – коэффициент теплопроводности, кВт/(м·°С); R – наружный радиус теплоизоляции, м; r – внутренний радиус теплоизоляции, м.
59
1.Основные параметры битумного насоса.
2.От чего зависит кинематическая вязкость битума?
3.Какие типы нагревателей битума существуют?
4.Из-за чего происходят потери тепла в битумохранилище?
5.С какой целью производится тепловой расчёт битумохранилища?
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
60