噴塑設(shè)備烤爐部分資料整理
一. 計算依據(jù)
二. 室體尺寸的計算
三. 門洞尺寸的計算
四. 熱損耗量的計算
五. 升溫時熱損耗量的計算
六. 熱能消耗量和循環(huán)空氣量的計算
七. 通風(fēng)機的計算和選擇
八. 空氣加熱器的選擇
烤爐設(shè)備的計算
一. 計算依據(jù)
(1) 釆用設(shè)備的類型
(2) 傳熱形式
(3) *生產(chǎn)率
按面積計算114 m^2/hr
按重量計算3921 kg/hr
(4) 掛件*外形尺寸
長度(沿懸褂輸送機移動方向) 500 mm
寬度600 mm
高度1200 mm
(5) 輸送機的技術(shù)特征
類型
速度2 m/min
移動部分重量(包括掛具) 1860 kg/hr
懸褂輸送機換向輪半徑750 mm
輸送線行程數(shù)3
烤爐進出口懸褂鏈爬升角度 α 35
吊架高度 (掛件頂部至懸掛輸送機軌頂?shù)木嚯x) 2650 mm
(6) 涂料及溶劑稀釋劑
種類
進入烘干室的涂料消耗量8.208 kg/hr
進入烘干室的溶劑稀釋劑消耗量5.3352 kg/hr
(7) 涂料膜厚度0.06 mm
(8) 烘干溫度120 ℃
(9) 烘干時間20 min
(10) 從室溫加熱到工作溫度時所需的時間0.67 hr
(11) 車間溫度20 ℃
(12) 室體保溫層厚度 100 mm
(13) 熱源
種類
主要參數(shù)(如蒸氣壓力;電壓;燃氣或燃油的熱值;密度等)
煤氣的熱值8000 kcal/m^3
二. 室體尺寸的計算
(1) 通過式烘干室室體長度的計算
室體的長度按下式計算
L=(l1+l2+l3+2*(n-1)*(R+1000))/n
L: 通過式烘干室的室體長度17400 mm
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l1: 烘干區(qū)域總的行程除去懸褂輸送機換向輪圓弧長度35300 mm
烘干區(qū)域總的行程
l=1000*v*t
烘干區(qū)域總的行程除去懸褂輸送機換向輪圓弧長度
l1=1000*v*t-3.14R*(n-1)
v: 懸褂輸送機 速度2 m/min
t: 烘干時間20 min
R: 懸褂輸送機換向輪半徑750 mm
n: 行程數(shù)3
l2: 進口區(qū)長度5000 mm
普通烘干室, 一般 l2=1500-2500;
橋式烘干室,l2應(yīng)根據(jù)懸褂輸送機升降段的水平投影長度來確定
l2=(h+h1+h2)*ctgα
h: 掛件的*高度1200 mm
h1: 掛件頂部至懸掛輸送機軌頂?shù)木嚯x2650 mm
一般 h1=750～1200
h2: 掛件底部至烘干室中底部壁的安全間隙300 mm
一般 h3=300～800
α: 烤爐進出口懸褂鏈爬升角度 35
一般 α=30～35
l3: 出口區(qū)長度5000 mm
普通烘干室, 一般 l3=1500-2500;
橋式烘干室,l3應(yīng)根據(jù)懸褂輸送機升降段的水平投影長度來確定
l3=(h+h1+h2)*ctgα
h: 掛件的*高度1200 mm
h1: 掛件頂部至懸掛輸送機軌頂?shù)木嚯x2650 mm
h2: 掛件底部至烘干室中底部壁的安全間隙300 mm
一般 h3=300～800
α: 烤爐進出口懸褂鏈爬升角度 35
一般 α=30～35
(2) 通過式烘干室室體寬度的計算
室體的寬度按下列計算
B=b+(n-1)*2*R+2*b1+2*b2+2*δ
B: 通過式烘干室室體的寬度5000 mm
b: 掛件*寬度600 mm
n: 烘干室的行程數(shù)3
R: 烘干室內(nèi)轉(zhuǎn)向輪的半徑750 mm
b1: 掛件與循環(huán)風(fēng)管的間隙200 mm
b1應(yīng)根據(jù)掛件的轉(zhuǎn)向情況等因素確定
一般 b1=300～600
b2: 風(fēng)管寬度400 mm
δ: 室體保溫層厚度 一般取δ=80～150 100 mm
(3) 通過式烘干室室體高度的計算
室體的高度按下式計算
H=h+h1+h2+h3+δ1+δ2
H: 通過式烘干室的室體高度 4450 mm
h: 掛件的*高度1200 mm
h1: 掛件頂部至懸掛輸送機軌頂?shù)木嚯x2650 mm
一般 h1=750～1200
h2: 掛件底部至循環(huán)風(fēng)管的間隙400 mm
當(dāng)在高度方向不設(shè)置風(fēng)管時,h2即為至底內(nèi)壁的距離.
一般 h2=300～600
h3: 循環(huán)風(fēng)管截面高度0 mm
當(dāng)在高度方向不設(shè)置風(fēng)管時 h3=0
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H'=H+h4
H': 通過式烘干室的室體的總高度 7690 mm
h4: 烘干室中底部壁至地坪的距離3240 mm
一般 h4=3000～3200
對于普通烘干室 h4=0
δ1: 烘干室頂部保溫層厚度100 mm
一般 δ1=80～150
δ2: 烘干室底部保溫層厚度100 mm
一般 δ2=80～150
對于普通烘干室 δ2=0
對于間歇生產(chǎn)的室式烘干室的長.寬.高尺寸必須根據(jù)工件的尺寸或小車的
尺寸大小.同時寬納的工件數(shù)或小車數(shù)以及工件或小車與室壁之間的間隙等因
素確定.工件與室壁之間的間隙應(yīng)考慮設(shè)備和管道的安裝.
三. 門洞尺寸的計算
(1) 門洞寬度的計算
門洞寬度按下式計算:
b0=b+2*b3
b0: 門洞的寬度 1000 mm
b: 掛件*寬度600 mm
b3: 掛件與門洞側(cè)邊的間隙200 mm
一般 b3=100～200
(2) 門洞高度的計算
門洞的高度按下式計算
h0=h+h5+h6
h0: 門洞的高度 1500 mm
h: 掛件*高度1200 mm
h5: 掛件底部至門洞底邊的間隙200 mm
一般 h5=100～200
h6: 掛件頂部至門洞頂邊的間隙100 mm
一般 h6=80～120
四. 熱損耗量的計算
1. 工作時熱損耗量的計算:
Qh=(Qh1+Qh2+Qh3+Qh4+Qh5+Qh6+Qh7)*k
Qh: 工作時總的熱量損耗量320716 kcal/hr
Qh1:通過烘干室外壁散失的熱損耗量30592 kcal/hr
Qh2:通過地面散失的熱損耗量13464 kcal/hr
Qh3:加熱工件和輸送機移動部分的熱損耗量66481.5 kcal/hr
Qh4:加熱油漆材料和溶劑蒸發(fā)的熱損耗量890.568 kcal/hr
Qh5:加熱新鮮空氣的熱損耗量172632 kcal/hr
Qh6:通過烘干室外部循環(huán)風(fēng)管散失的熱損耗量7500 kcal/hr
Qh7:通過門框和門縫散失的熱損耗量0 kcal/hr
k: 考慮到其它未估計到的熱損耗量儲備系數(shù)1.1
一般 k=1.1～1.3
(1) 通過烘干室外壁散失的熱損耗量的計算
Qh1=K*F*(te-te0)
Qh1: 通過烘干室外壁散失的熱損耗量30592
K: 設(shè)備室體保溫層的傳熱系數(shù)0.8 kcal/m^2*hr*℃
F: 設(shè)備室體保溫層的表面積之和 382.4 m^2
te: 烘干室的工作溫度120 ℃
te0: 車間溫度 20 ℃
K根據(jù)溫層的厚度有關(guān)
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厚度(mm) 80 100 120 150
K 1.2 1.1 1 0.8
(2) 通過地面散失的熱損耗量的計算
Qh2=K1*F1*(te-te0)
Qh2: 通過地面散失的熱損耗量13464
K1: 地面材料的傳熱系數(shù)1.1 kcal/m^2*hr*℃
F1: 烘干室所占的地面面積122.4 m^2
(3) 加熱工件和輸送機移動部分的熱損耗量的計算
Qh3=(G1*C1+G2*C2)*(te2-te1)
Qh3: 加熱工件和輸送機移動部分的熱損耗量66481.5
G1: 按重量計算的*生產(chǎn)率3921 kg/hr
C1: 工件的比熱0.115 kcal/kg*℃
G2: 每小時加熱輸送機移動部分(包括掛具)的重量1860 kg/hr
C2: 輸送機移動部分比熱0.115 kcal/kg*℃
te2:工件和輸送機移動部分在烘干室出口處的溫度120 ℃
te1:工件和輸送機移動部分在烘干室進口處的溫度20 ℃
(4) 加熱油漆材料和溶劑蒸發(fā)的熱損耗量的計算
Qh4=G3*C3*(te-te0)+G4*r
Qh4: 加熱油漆材料和溶劑蒸發(fā)的熱損耗量890.568
G3: 每小時進入烘干室的*油漆材料耗量8.208 kg/hr
C3: 油漆材料的比熱0.5 kcal/kg*℃
te: 烘干室的工作溫度120 ℃
te0: 車間溫度20 ℃
G4: 每小時進入烘干室的油漆材料中含有的溶劑重量5 kg/hr
r: 溶劑的氣化潛熱90 kcal/kg
(5) 加熱新鮮空氣的熱損耗量的計算
Qh5=G5*C4*(te-te0)
Qh5: 加熱新鮮空氣的熱損耗量172632
G5: 每小時進入烘干室的新鮮空氣的重量7193 kg/hr
C4: 空氣的比熱0.24 kcal/kg*℃
1) 為保証烘干室內(nèi)空氣中溶劑濃度不超過許可爆炸濃度所需要的
新鮮空氣量的計算
V=2*G4'*k1/t*α
G5=V*ρ1
V: 每小時所需的新鮮空氣量m^3/hr
G4': 進入烘干室的溶劑重量g
k1: 考慮溶劑揮發(fā)不均勻和溫度有關(guān)的安全系數(shù)3
當(dāng)溫度從90～200℃變化時相應(yīng)取2～5
t: 大部分溶劑揮發(fā)的持續(xù)時間hr
一般 t=0.083～0.166
α: 溶劑蒸氣爆炸極限濃度48.2 g/m^3
ρ1:車間內(nèi)空氣的密度1.205 kg/m^3
2) 保証使用烘干室內(nèi)溶劑蒸發(fā)不超過許可爆炸濃度百分之五十的
安全系數(shù)對于連續(xù)生產(chǎn)的通過式烘干室,溶劑的揮發(fā)是均衡的.
因而可用下式計算:
V'=2*G4*k1/C35
G5'=V'*ρ1
V': 每小時所需的新鮮空氣量664 m^3/hr
G5':每小時所需的新鮮空氣重量800 kg/hr
3) 從烘干室門洞進入的新鮮空氣量的計算
1' 當(dāng)門洞無風(fēng)幕時1
每小時經(jīng)門洞進入的新鮮空氣按下式計算
G5"=1.92*3600*b0*(h0^3)^1/2*((ρ1-ρ2)*ρ1*ρ2/(ρ1^1/3+ρ2^1/3)^3)^1/2
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G5":新鮮空氣的進入量7193 kg/hr
b0: 門洞的寬度1 m
h0: 門洞的高度1.5 m
ρ1:車間內(nèi)空氣的密度1.205 kg/m^3
ρ2:烘干室門洞處混合空氣的密度0.973 kg/m^3
2' 當(dāng)門洞有風(fēng)幕時,且風(fēng)幕空氣量與烘干室外溢量之比為1.
每小時經(jīng)門洞進入的新鮮空氣量按下列式計算
G5"=2/3*3600*μ*f/2*(2*g*h'*(ρ1-ρ3)*ρ2)^1/2
G5":新鮮空氣的進入量kg/hr
μ: 在風(fēng)幕作用下通過出口的混合氣體的流量系數(shù)0.172
f: 門洞開口面積1.5 m^2
f=b0*h0
g: 重力加速度9.8 m/s^2
h': 從門洞下部到門洞中性線位置高度0.75 m
h'=f/(2*b0)
ρ3:烘干室內(nèi)的空氣密度0.947 kg/m^3
(6) 通過烘干室外部循環(huán)風(fēng)管散失的熱損耗量的計算
Qh6=K2*F2*(te'-te0)
Qh6: 通過烘干室外部循環(huán)風(fēng)管散失的熱損耗量7500
K2: 外部循環(huán)風(fēng)管的傳熱系數(shù)2.5 kcal/m^2*hr*℃
一般 K2=2.5
F2: 外部循環(huán)風(fēng)管(包括保溫層)的面積(米2) 30 m^2
te': 風(fēng)管內(nèi)的熱空氣溫度120 ℃
te0': 車間溫度20 ℃
(7) 通過門框和門縫散失的熱損耗量的計算
Qh7=qh*L'
Qh7: 通過門框和門縫散失的熱損耗量0
qh: 通過門框和門縫處單位長度上的熱損耗量404 kcal/m*hr
L': 門框總長度0 mm
溫度(℃) 80 100 120 140 160 180 220
qh 118 166 220 276 338 404 540
五. 升溫時熱損耗量的計算
Qh'=(Qh1'+Qh2'+Qh3'+Qh4 '+Qh5')*k
Qh': 升溫時總的熱損耗量194608 kcal/hr
Qh1': 通過烘干室外壁散失的熱損耗量15296 kcal/hr
Qh2': 通過地面散失的熱損耗量6732 kcal/hr
Qh3': 加熱與熱風(fēng)接觸的金屬的熱損耗量99226.12 kcal/hr
Qh4': 烘干室圍壁保溫層吸熱時的熱損耗量21038.61 kcal/hr
Qh5': 加熱烘干室內(nèi)空氣的熱損耗量19881 kcal/hr
k: 考慮到其它未估計到的熱損耗量儲備系數(shù)1.2
一般 k=1.1～1.3
(1) 通過烘干室外壁散失的熱損耗量的計算
Qh1'=1/2*Qh1
Qh1': 通過烘干室外壁散失的熱損耗量15296 kcal/hr
Qh1: 工作時通過烘干室外壁散失的熱損耗量kcal/hr
(2) 通過地面散失的熱損耗量的計算
Qh2'=1/2*Qh2
Qh2': 通過地面散失的熱損耗量6732 kcal/hr
Qh2: 工作時通過烘干室地面散失的熱損耗量kcal/hr
(3) 加熱與熱風(fēng)接觸的金屬的熱損耗量的計算
Qh3'=G6*C5*(te-te0)/t
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Qh3': 加熱與熱風(fēng)接觸的金屬的熱損耗量99226.12 kcal/hr
G6: 被加熱的金屬重量5781 kg
C5: 被加熱的金屬的比熱0.115 kcal/kg*℃
te: 烘干室的工作溫度120 ℃
te0: 車間溫度20 ℃
t: 從室溫加熱到工作溫度時所需的時間0.67 hr
(4) 烘干室圍壁保溫層吸熱時的熱損耗量的計算
Qh4'=G7*C6*Δte/t
Qh4': 烘干室圍壁保溫層吸熱時的熱損耗量21038.61 kcal/hr
G7: 保溫材料的重量1468.32 kg
C6: 保溫材料的比熱0.16 kcal/kg
Δte: 工作溫度和外壁的平均溫度與室溫之差60 ℃
按下式計算
Δte=(te+te3)/2-te0
te3: 烘干室外壁的溫度40 ℃
t: 從室溫加熱到工作溫度時所需的時間0.67 hr
(5) 加熱烘干室內(nèi)空氣的熱損耗量的計算
Qh5'=G8*C4*(te-te0)/t
Qh5': 加熱烘干室內(nèi)空氣的熱損耗量19881 kcal/hr
G8: 被加熱的空氣重量555 kg
C4: 被加熱的空氣比熱0.24 kcal/kg*℃
六. 熱能消耗量和循環(huán)空氣量的計算
(1) 蒸氣作為熱能時的計算
1) *蒸氣消耗量的計算
*蒸氣消耗量按下式計算
Gv=Qhmax*k2/r1
Gv: 蒸氣的*消耗量kg/hr
Qhmax: 烘干室的*熱損耗量kcal/hr
k2: 考慮在蒸氣管道加熱中的熱損失系數(shù)
一般 k=1.1～1.3
r1: 蒸氣的潛能kcal/kg
2) 再循環(huán)空氣量的計算
每小時再循環(huán)的空氣量按下式計算
G9=Qhmax/0.24*Δte'
G9: 每小時的再循環(huán)空氣量kg/hr
Qhmax: 烘干室的*熱損耗量kcal/hr
0.24: 空氣比熱kcal/kg*℃
Δte': 加熱器出口和進口的空氣溫度差℃
一般取等于烘干溫度的10%-20%. <120 取下限 ; >120 取上限
(2) 電能作為熱源時的計算
1) 加熱器消耗的*功率計算
加熱器消耗的*功率按下式計算
P1=Qhmax/860
P1: 加熱器消耗的*功率kw
Qhmax: 烘干室的*熱損耗量kcal/hr
860: 1千瓦小時的熱當(dāng)量kcal/kw*hr
2) 再循環(huán)空氣量的計算
G9=Qhmax/0.24*Δte'
(3) 煤氣消耗量作為熱源的計算
1) 煤氣消耗量的計算
每小時煤氣消耗量可按下式計算
Q'=V1/V2*ηr
Q': 每小時的煤氣消耗量30 m^3/hr
V1: 所需要的煤氣燃燒生成物的體積258 m^3/hr
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V2: 每立方米煤氣燃燒生成物的有效體積10.641 m^3/m^3
當(dāng)過量空氣系數(shù)α=1.05～1.1時
ηr: 燃燒室有效作用系數(shù)0.8
一般取 ηr=0.8
1) 每立方米煤氣燃燒生成物的體積的計算
每立方米煤氣燃燒生成物的有效體積按下式計算
V2=V3+(α-1)*V4
V3: 當(dāng)1立方米煤氣完全燃燒時,燃燒生成物的理論體積9.37 m^3/m^3
α: 過量空氣系數(shù)1.15
V4: 1立方米煤氣完全燃燒時所需的空氣的理論體積8.47 m^3/m^3
(A) 當(dāng)煤氣熱值大于3000kcal/m^3時1
V3 和 V4 分別計算如下:
V3=1.14*Qh0/1000+0.25
V4=1.09*Qh0/1000-0.25
Qh0: 煤氣的熱值8000 kcal/m^3
(B) 當(dāng)煤氣熱值小于3000kcal/m^3時
V3 和 V4分別計算如下:
V3=0.725*Qh0/1000+1.0
V4=0.875*Qh0/1000
2) 所需要的煤氣燃燒生成物體積的計算
V1=V5*(I2-I0)/(I1-I0)
V5: 按烘干室中溶劑不超過許可爆炸濃度計算的煤氣混合氣體積461.2519 m^3/hr
V5=V*273/(273+te)
V: 按烘干室中溶劑不超過許可爆炸濃度計算的新鮮空氣量664 m^3/hr
te: 烘干溫度120 ℃
I0: 車間為室溫時空氣的熱焓6.3 kcal/m^3
I2: 在燃燒室出口處煤氣混合氣的熱焓 339 kcal/m^3
為補償在空氣管道中的熱量損失,此處的煤氣混合溫度
一般應(yīng)比再循環(huán)空氣混合時的溫度高 20 ℃
I1: 煤氣燃燒生成物的熱焓601 kcal/m^3
I1=Qh0*η/V2
Qh0: 煤氣的熱值8000 kcal/m^3
η: 高溫系數(shù)0.8
一般 η=0.7～0.8
V2: 每立方米煤氣燃燒生成物的有效體積10.641 m^3/m^3
煤氣混合氣和再循環(huán)空氣混合時的溫度 te1根據(jù)混合時的熱焓確定
熱焓可按下式計算
I2'=Qhmax/V5+I3
I2': 混合時煤氣.空氣混合氣的熱焓726 kcal/m^3
Qhmax: 烘干室的*熱損耗量320716 kcal/m^3
Qhmax不包括加熱新鮮空氣的熱損耗量
對于通過式烘干室
Qhmax應(yīng)包括加熱從門洞吸進的新鮮空氣的熱損耗量
I3: 從烘干室排出的循環(huán)空氣的熱焓31.06 kcal/m^3
(2) 再循環(huán)煤氣.空氣混合物體積的計算
V6=V5(I2'-I4)/(I4-I3)
V6: 再循環(huán)煤氣.空氣混合物的體積50690 m^3/hr
V5: 按烘干室中溶劑不超過許可爆炸濃度計算的煤氣.空氣混合物461.2519 m^3/hr
I4: 進入烘干室的煤氣.空氣混合物的熱焓37.33 kcal/m^3
I3: 從烘干室排出的煤氣.空氣混合物的熱焓31.06 kcal/m^3
I2': 混合時煤氣.空氣混合物的熱焓726 kcal/m^3
七. 通風(fēng)機的計算和選擇
(1) 再循環(huán)系統(tǒng)通風(fēng)機的通風(fēng)量按下式計算
Q=(V5+V6)*(273+te2)/273
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Q: 再循環(huán)系統(tǒng)通風(fēng)機的通風(fēng)量77382 m^3/hr
te2: 進入烘干室的煤氣.空氣混合物的溫度140 ℃
(2) 每小時從烘干室排出混合氣的排出量隊于室式烘干室
(A) 對于室式烘干室2
Q'=V5*(273+te)/273
Q': 每小時的混合物排出量8671 m^3/hr
te: 烘干溫度120 ℃
(B) 對于通過式烘干室
Q'=V5*(273+te)/273+V5"*(273+te)/(273+20)
V5": 從門洞進入烘干室的空氣量5969 m^3/hr
V5"=G5"/ρ
ρ: 車間內(nèi)空氣的密度1.205 kg/m^3
八. 空氣加熱器的選擇
就4988燃燒機而言
(1) 熱量<252000kcal/hr 選用4988-1000
(2) 252000kcal/hr<熱量<630000kcal/hr 選用4988-2500
(3) 630000kcal/hr<熱量<10080000kcal/hr選用4988-4000
(4) 10080000kcal/hr<熱量<1512000kcal/h選r 用4988-6000
(5) 1512000kcal/hr<熱量<2268000kcal/r 選用4988-9000
被選用的燃燒機種類: 選用4988-2500