Материал: 2465

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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.

3.5. Определение расхода теплоносителя

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 + П(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 +П(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.

3.6. Тепловой расчет топок

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 .

3.7. Тепловой расчет битумопроводов

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

Контрольные вопросы

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