Смекни!
smekni.com

Расчет участка осаждения двойного покрытия медь-никель (стр. 7 из 9)

К – коэффициент теплоотдачи, К=1000 – 2000, примем К = 1000

tср – средняя температура пара, °С;

t - время разогрева, 1 ч.

( t1 - t2 ) - ( t3 - t4 )
tср = 2,3 lg * t1 - t2
t3 - t4

Где:

t1 – температура пара,140 °С;

t2– начальная температура,20 °С;

t3 – температура конденсата,90 °С;

t4– конечная температура,70 °С;

( 140 - 20 ) - ( 90 - 70 ) 100
tср = 2,3 lg 140 - 20 = 2,3 lg 6 = 55,87 C
90 - 70
75943,33
Sзмеев = 1000 * 55,87 * 1 = 1,36 м2

Находим длину змеевика:

Sзмеев 1,36
L = p * D = 3,14 * 0,064 = 6,77 м

D – диаметр змеевика – 2 трубных дюйма, 64 мм.

Расход пара на разогрев ванны обезжиривания:

Qраз. 75943,33
Рразогр = q` - q`` = 3128 - 378 = 27,62 кг
q` = t * Cр пара = 140 * 22,34 = 3128 кДж/кг
q`` = t * Cр воды = 90 * 4,20 = 378 кДж/кг

Расход пара на годовую программу ванны обезжиривания:

Ргод = Рразогр * n + Тд * Рраб = 11 297,24 кг/год
Qраб. 4 567,14
Рраб = q` - q`` = 3128 - 378 = 1,66 кг

2.8.2 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВАННЫ МЕДНЕНИЯ.

Исходные данные:

Рабочий объем ванны 250,0 дм3 = 0,25 м3
Длина ванны L - 0,97 м
Ширина ванны B - 0,55 м
Высота ванны H - 0,8 м
Толщина корпуса b - 0,01 м
Толщина футеровки d - 0,02 м

Ванна футерована пластикатом.

С1 - удельная теплоемкость раствора - 4150 Дж/кг*К
ρ - плотность ратвора - 1,16 кг/дм3
С2 - удельная теплоемкость стали - 481,5 Дж/кг*К
ρ ст - плотность стали - 7,8 * 103 кг/дм3
ρ пласт - плотность пластиката - 1,4 * 103 кг/дм3
tн - 20 С tк - 40 С

Расчет массы корпуса:

Gст1 = H * L * b * ρст * 2 = 121.06 кг
Gст2 = H * В * b * ρст * 2 = 68.64 кг
Gдно = L * В * b * ρст * 2 = 83.23 кг
Итого масса корпуса Gк - 272.93 кг

Расчет массы футеровки:

Gст1 = H * L * d * ρпласт * 2 = 43.15 кг
Gст2 = H * В * d * ρпласт * 2 = 24.46 кг
Gдно = L * В * d * ρпласт * 2 = 29.66 кг
Итого масса футеровки Gф - 97.27 кг

Итого масса корпуса ванны с футеровкой: 370,2 кг.

Расход тепла на разогрев ванны:

Q2
Qраз. = Q1 - 2
Q1 - расход тепла на разогрев ванны
Q2 - расход тепла на компенсацию тепловых потерь
Q1 = ( V * С1 * ρ + G * С2 + G * С3 ) * Dt = ( 0.25 * 4150 * 1160 +
+ 272.93 * 481.50 + 97.27 * 1390.0 ) * 20 = 29 402.42 кДж

Q2 = q1 + q2

q1 – потери тепла нагретой жидкости через стенки

q2 – потери тепла на испарения жидкости через зеркало электролита

q1 = Sв* q1уд

q2 = Sзер* q2уд

q1уд - 162 кДж/м2
q2уд - 1440 кДж/м2
Sст1 = H * L * 2 = 1.55 м2
Sст2 = H * B * 2 = 0.88 м2
Sдна = B * L = 0.53 м2

Итого площадь поверхности ванны: 2,96 м2

Поверхность зеркала электролита:

Sзерк = 0,53 м2

Поэтому потери тепла:

q1 = 479,5 кДж
q2 = 763,2 кДж
Q2 = q1 + q2 = 1243 кДж
1243
Qраз. = 68 265,79 + 2 = 30023,78 кДж

Расход тепла на поддержание рабочей температуры.

Qраб. = Q2 + Q3 - Q4
Q3 - потери тепла на разогрев загружаемых деталей
Q4 - джоулево тепло, выделяемое эл. током

Джоулево тепло вводится в систему и частично компенсирует тепловые затраты, поэтому вводится со знаком минус.

Примем время разогрева t 1 час.

Q3 = ( Gустр * С2 + Gдет * С2 ) * Δt

Где:

Gустр – масса устройств и приспособлений, кг;

Gдет – масса деталей, кг;

С, С2 – теплоемкость стали, 481,5 Дж/кгК

Примем массу приспособлений и токопроводов равной массе деталей, т.о. общая масса приспособлений и деталей равна 20 кг.

Q3 = ( 481,5 * 10 + 481,5 * 10 ) * 20 = 144,45 кДж
Q4 = 0,86 I U τ = 0,86 * 101 * 2,2 * 1 = 190,1 Вт/ч = 684,53 кДж
Qраб. = 702,64 кДж

Qраб. – то количество тепла, которое нужно ввести, для поддержания рабочей температуры 40°С.

Расход тепла за год:

Qгод. = Qраз. * n + Qраб. * Тд

Где:

n – количество дней разогрева, т.к. работа идет в 3 смены, то ванна разогревается 1 раз в неделю, поэтому принимаем n = 51 день.

Тд – фонд рабочего времени, 5960 ч.

Qгод. = 30023,78 * 51 + 702,64. * 5960 = 5 706 963.89 кДж

Расчет змеевика теплообменника: