喷塑设备烤炉部分资料整理
一. 计算依据
二. 室体尺寸的计算
三. 门洞尺寸的计算
四. 热损耗量的计算
五. 升温时热损耗量的计算
六. 热能消耗量和循环空气量的计算
七. 通风机的计算和选择
八. 空气加热器的选择
烤炉设备的计算
一. 计算依据
(1) 釆用设备的类型
(2) 传热形式
(3) *生产率
按面积计算114 m^2/hr
按重量计算3921 kg/hr
(4) 挂件*外形尺寸
长度(沿悬褂输送机移动方向) 500 mm
宽度600 mm
高度1200 mm
(5) 输送机的技术特征
类型
速度2 m/min
移动部分重量(包括挂具) 1860 kg/hr
悬褂输送机换向轮半径750 mm
输送线行程数3
烤炉进出口悬褂链爬升角度 α 35
吊架高度 (挂件顶部至悬挂输送机轨顶的距离) 2650 mm
(6) 涂料及溶剂稀释剂
种类
进入烘干室的涂料消耗量8.208 kg/hr
进入烘干室的溶剂稀释剂消耗量5.3352 kg/hr
(7) 涂料膜厚度0.06 mm
(8) 烘干温度120 ℃
(9) 烘干时间20 min
(10) 从室温加热到工作温度时所需的时间0.67 hr
(11) 车间温度20 ℃
(12) 室体保温层厚度 100 mm
(13) 热源
种类
主要参数(如蒸气压力;电压;燃气或燃油的热值;密度等)
煤气的热值8000 kcal/m^3
二. 室体尺寸的计算
(1) 通过式烘干室室体长度的计算
室体的长度按下式计算
L=(l1+l2+l3+2*(n-1)*(R+1000))/n
L: 通过式烘干室的室体长度17400 mm
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l1: 烘干区域总的行程除去悬褂输送机换向轮圆弧长度35300 mm
烘干区域总的行程
l=1000*v*t
烘干区域总的行程除去悬褂输送机换向轮圆弧长度
l1=1000*v*t-3.14R*(n-1)
v: 悬褂输送机 速度2 m/min
t: 烘干时间20 min
R: 悬褂输送机换向轮半径750 mm
n: 行程数3
l2: 进口区长度5000 mm
普通烘干室, 一般 l2=1500-2500;
桥式烘干室,l2应根据悬褂输送机升降段的水平投影长度来确定
l2=(h+h1+h2)*ctgα
h: 挂件的*高度1200 mm
h1: 挂件顶部至悬挂输送机轨顶的距离2650 mm
一般 h1=750～1200
h2: 挂件底部至烘干室中底部壁的安全间隙300 mm
一般 h3=300～800
α: 烤炉进出口悬褂链爬升角度 35
一般 α=30～35
l3: 出口区长度5000 mm
普通烘干室, 一般 l3=1500-2500;
桥式烘干室,l3应根据悬褂输送机升降段的水平投影长度来确定
l3=(h+h1+h2)*ctgα
h: 挂件的*高度1200 mm
h1: 挂件顶部至悬挂输送机轨顶的距离2650 mm
h2: 挂件底部至烘干室中底部壁的安全间隙300 mm
一般 h3=300～800
α: 烤炉进出口悬褂链爬升角度 35
一般 α=30～35
(2) 通过式烘干室室体宽度的计算
室体的宽度按下列计算
B=b+(n-1)*2*R+2*b1+2*b2+2*δ
B: 通过式烘干室室体的宽度5000 mm
b: 挂件*宽度600 mm
n: 烘干室的行程数3
R: 烘干室内转向轮的半径750 mm
b1: 挂件与循环风管的间隙200 mm
b1应根据挂件的转向情况等因素确定
一般 b1=300～600
b2: 风管宽度400 mm
δ: 室体保温层厚度 一般取δ=80～150 100 mm
(3) 通过式烘干室室体高度的计算
室体的高度按下式计算
H=h+h1+h2+h3+δ1+δ2
H: 通过式烘干室的室体高度 4450 mm
h: 挂件的*高度1200 mm
h1: 挂件顶部至悬挂输送机轨顶的距离2650 mm
一般 h1=750～1200
h2: 挂件底部至循环风管的间隙400 mm
当在高度方向不设置风管时,h2即为至底内壁的距离.
一般 h2=300～600
h3: 循环风管截面高度0 mm
当在高度方向不设置风管时 h3=0
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H'=H+h4
H': 通过式烘干室的室体的总高度 7690 mm
h4: 烘干室中底部壁至地坪的距离3240 mm
一般 h4=3000～3200
对于普通烘干室 h4=0
δ1: 烘干室顶部保温层厚度100 mm
一般 δ1=80～150
δ2: 烘干室底部保温层厚度100 mm
一般 δ2=80～150
对于普通烘干室 δ2=0
对于间歇生产的室式烘干室的长.宽.高尺寸必须根据工件的尺寸或小车的
尺寸大小.同时宽纳的工件数或小车数以及工件或小车与室壁之间的间隙等因
素确定.工件与室壁之间的间隙应考虑设备和管道的安装.
三. 门洞尺寸的计算
(1) 门洞宽度的计算
门洞宽度按下式计算:
b0=b+2*b3
b0: 门洞的宽度 1000 mm
b: 挂件*宽度600 mm
b3: 挂件与门洞侧边的间隙200 mm
一般 b3=100～200
(2) 门洞高度的计算
门洞的高度按下式计算
h0=h+h5+h6
h0: 门洞的高度 1500 mm
h: 挂件*高度1200 mm
h5: 挂件底部至门洞底边的间隙200 mm
一般 h5=100～200
h6: 挂件顶部至门洞顶边的间隙100 mm
一般 h6=80～120
四. 热损耗量的计算
1. 工作时热损耗量的计算:
Qh=(Qh1+Qh2+Qh3+Qh4+Qh5+Qh6+Qh7)*k
Qh: 工作时总的热量损耗量320716 kcal/hr
Qh1:通过烘干室外壁散失的热损耗量30592 kcal/hr
Qh2:通过地面散失的热损耗量13464 kcal/hr
Qh3:加热工件和输送机移动部分的热损耗量66481.5 kcal/hr
Qh4:加热油漆材料和溶剂蒸发的热损耗量890.568 kcal/hr
Qh5:加热新鲜空气的热损耗量172632 kcal/hr
Qh6:通过烘干室外部循环风管散失的热损耗量7500 kcal/hr
Qh7:通过门框和门缝散失的热损耗量0 kcal/hr
k: 考虑到其它未估计到的热损耗量储备系数1.1
一般 k=1.1～1.3
(1) 通过烘干室外壁散失的热损耗量的计算
Qh1=K*F*(te-te0)
Qh1: 通过烘干室外壁散失的热损耗量30592
K: 设备室体保温层的传热系数0.8 kcal/m^2*hr*℃
F: 设备室体保温层的表面积之和 382.4 m^2
te: 烘干室的工作温度120 ℃
te0: 车间温度 20 ℃
K根据温层的厚度有关
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厚度(mm) 80 100 120 150
K 1.2 1.1 1 0.8
(2) 通过地面散失的热损耗量的计算
Qh2=K1*F1*(te-te0)
Qh2: 通过地面散失的热损耗量13464
K1: 地面材料的传热系数1.1 kcal/m^2*hr*℃
F1: 烘干室所占的地面面积122.4 m^2
(3) 加热工件和输送机移动部分的热损耗量的计算
Qh3=(G1*C1+G2*C2)*(te2-te1)
Qh3: 加热工件和输送机移动部分的热损耗量66481.5
G1: 按重量计算的*生产率3921 kg/hr
C1: 工件的比热0.115 kcal/kg*℃
G2: 每小时加热输送机移动部分(包括挂具)的重量1860 kg/hr
C2: 输送机移动部分比热0.115 kcal/kg*℃
te2:工件和输送机移动部分在烘干室出口处的温度120 ℃
te1:工件和输送机移动部分在烘干室进口处的温度20 ℃
(4) 加热油漆材料和溶剂蒸发的热损耗量的计算
Qh4=G3*C3*(te-te0)+G4*r
Qh4: 加热油漆材料和溶剂蒸发的热损耗量890.568
G3: 每小时进入烘干室的*油漆材料耗量8.208 kg/hr
C3: 油漆材料的比热0.5 kcal/kg*℃
te: 烘干室的工作温度120 ℃
te0: 车间温度20 ℃
G4: 每小时进入烘干室的油漆材料中含有的溶剂重量5 kg/hr
r: 溶剂的气化潜热90 kcal/kg
(5) 加热新鲜空气的热损耗量的计算
Qh5=G5*C4*(te-te0)
Qh5: 加热新鲜空气的热损耗量172632
G5: 每小时进入烘干室的新鲜空气的重量7193 kg/hr
C4: 空气的比热0.24 kcal/kg*℃
1) 为保証烘干室内空气中溶剂浓度不超过许可爆炸浓度所需要的
新鲜空气量的计算
V=2*G4'*k1/t*α
G5=V*ρ1
V: 每小时所需的新鲜空气量m^3/hr
G4': 进入烘干室的溶剂重量g
k1: 考虑溶剂挥发不均匀和温度有关的安全系数3
当温度从90～200℃变化时相应取2～5
t: 大部分溶剂挥发的持续时间hr
一般 t=0.083～0.166
α: 溶剂蒸气爆炸极限浓度48.2 g/m^3
ρ1:车间内空气的密度1.205 kg/m^3
2) 保証使用烘干室内溶剂蒸发不超过许可爆炸浓度百分之五十的
安全系数对于连续生产的通过式烘干室,溶剂的挥发是均衡的.
因而可用下式计算:
V'=2*G4*k1/C35
G5'=V'*ρ1
V': 每小时所需的新鲜空气量664 m^3/hr
G5':每小时所需的新鲜空气重量800 kg/hr
3) 从烘干室门洞进入的新鲜空气量的计算
1' 当门洞无风幕时1
每小时经门洞进入的新鲜空气按下式计算
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":新鲜空气的进入量7193 kg/hr
b0: 门洞的宽度1 m
h0: 门洞的高度1.5 m
ρ1:车间内空气的密度1.205 kg/m^3
ρ2:烘干室门洞处混合空气的密度0.973 kg/m^3
2' 当门洞有风幕时,且风幕空气量与烘干室外溢量之比为1.
每小时经门洞进入的新鲜空气量按下列式计算
G5"=2/3*3600*μ*f/2*(2*g*h'*(ρ1-ρ3)*ρ2)^1/2
G5":新鲜空气的进入量kg/hr
μ: 在风幕作用下通过出口的混合气体的流量系数0.172
f: 门洞开口面积1.5 m^2
f=b0*h0
g: 重力加速度9.8 m/s^2
h': 从门洞下部到门洞中性线位置高度0.75 m
h'=f/(2*b0)
ρ3:烘干室内的空气密度0.947 kg/m^3
(6) 通过烘干室外部循环风管散失的热损耗量的计算
Qh6=K2*F2*(te'-te0)
Qh6: 通过烘干室外部循环风管散失的热损耗量7500
K2: 外部循环风管的传热系数2.5 kcal/m^2*hr*℃
一般 K2=2.5
F2: 外部循环风管(包括保温层)的面积(米2) 30 m^2
te': 风管内的热空气温度120 ℃
te0': 车间温度20 ℃
(7) 通过门框和门缝散失的热损耗量的计算
Qh7=qh*L'
Qh7: 通过门框和门缝散失的热损耗量0
qh: 通过门框和门缝处单位长度上的热损耗量404 kcal/m*hr
L': 门框总长度0 mm
温度(℃) 80 100 120 140 160 180 220
qh 118 166 220 276 338 404 540
五. 升温时热损耗量的计算
Qh'=(Qh1'+Qh2'+Qh3'+Qh4 '+Qh5')*k
Qh': 升温时总的热损耗量194608 kcal/hr
Qh1': 通过烘干室外壁散失的热损耗量15296 kcal/hr
Qh2': 通过地面散失的热损耗量6732 kcal/hr
Qh3': 加热与热风接触的金属的热损耗量99226.12 kcal/hr
Qh4': 烘干室围壁保温层吸热时的热损耗量21038.61 kcal/hr
Qh5': 加热烘干室内空气的热损耗量19881 kcal/hr
k: 考虑到其它未估计到的热损耗量储备系数1.2
一般 k=1.1～1.3
(1) 通过烘干室外壁散失的热损耗量的计算
Qh1'=1/2*Qh1
Qh1': 通过烘干室外壁散失的热损耗量15296 kcal/hr
Qh1: 工作时通过烘干室外壁散失的热损耗量kcal/hr
(2) 通过地面散失的热损耗量的计算
Qh2'=1/2*Qh2
Qh2': 通过地面散失的热损耗量6732 kcal/hr
Qh2: 工作时通过烘干室地面散失的热损耗量kcal/hr
(3) 加热与热风接触的金属的热损耗量的计算
Qh3'=G6*C5*(te-te0)/t
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Qh3': 加热与热风接触的金属的热损耗量99226.12 kcal/hr
G6: 被加热的金属重量5781 kg
C5: 被加热的金属的比热0.115 kcal/kg*℃
te: 烘干室的工作温度120 ℃
te0: 车间温度20 ℃
t: 从室温加热到工作温度时所需的时间0.67 hr
(4) 烘干室围壁保温层吸热时的热损耗量的计算
Qh4'=G7*C6*Δte/t
Qh4': 烘干室围壁保温层吸热时的热损耗量21038.61 kcal/hr
G7: 保温材料的重量1468.32 kg
C6: 保温材料的比热0.16 kcal/kg
Δte: 工作温度和外壁的平均温度与室温之差60 ℃
按下式计算
Δte=(te+te3)/2-te0
te3: 烘干室外壁的温度40 ℃
t: 从室温加热到工作温度时所需的时间0.67 hr
(5) 加热烘干室内空气的热损耗量的计算
Qh5'=G8*C4*(te-te0)/t
Qh5': 加热烘干室内空气的热损耗量19881 kcal/hr
G8: 被加热的空气重量555 kg
C4: 被加热的空气比热0.24 kcal/kg*℃
六. 热能消耗量和循环空气量的计算
(1) 蒸气作为热能时的计算
1) *蒸气消耗量的计算
*蒸气消耗量按下式计算
Gv=Qhmax*k2/r1
Gv: 蒸气的*消耗量kg/hr
Qhmax: 烘干室的*热损耗量kcal/hr
k2: 考虑在蒸气管道加热中的热损失系数
一般 k=1.1～1.3
r1: 蒸气的潜能kcal/kg
2) 再循环空气量的计算
每小时再循环的空气量按下式计算
G9=Qhmax/0.24*Δte'
G9: 每小时的再循环空气量kg/hr
Qhmax: 烘干室的*热损耗量kcal/hr
0.24: 空气比热kcal/kg*℃
Δte': 加热器出口和进口的空气温度差℃
一般取等于烘干温度的10%-20%. <120 取下限 ; >120 取上限
(2) 电能作为热源时的计算
1) 加热器消耗的*功率计算
加热器消耗的*功率按下式计算
P1=Qhmax/860
P1: 加热器消耗的*功率kw
Qhmax: 烘干室的*热损耗量kcal/hr
860: 1千瓦小时的热当量kcal/kw*hr
2) 再循环空气量的计算
G9=Qhmax/0.24*Δte'
(3) 煤气消耗量作为热源的计算
1) 煤气消耗量的计算
每小时煤气消耗量可按下式计算
Q'=V1/V2*ηr
Q': 每小时的煤气消耗量30 m^3/hr
V1: 所需要的煤气燃烧生成物的体积258 m^3/hr
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V2: 每立方米煤气燃烧生成物的有效体积10.641 m^3/m^3
当过量空气系数α=1.05～1.1时
ηr: 燃烧室有效作用系数0.8
一般取 ηr=0.8
1) 每立方米煤气燃烧生成物的体积的计算
每立方米煤气燃烧生成物的有效体积按下式计算
V2=V3+(α-1)*V4
V3: 当1立方米煤气完全燃烧时,燃烧生成物的理论体积9.37 m^3/m^3
α: 过量空气系数1.15
V4: 1立方米煤气完全燃烧时所需的空气的理论体积8.47 m^3/m^3
(A) 当煤气热值大于3000kcal/m^3时1
V3 和 V4 分别计算如下:
V3=1.14*Qh0/1000+0.25
V4=1.09*Qh0/1000-0.25
Qh0: 煤气的热值8000 kcal/m^3
(B) 当煤气热值小于3000kcal/m^3时
V3 和 V4分别计算如下:
V3=0.725*Qh0/1000+1.0
V4=0.875*Qh0/1000
2) 所需要的煤气燃烧生成物体积的计算
V1=V5*(I2-I0)/(I1-I0)
V5: 按烘干室中溶剂不超过许可爆炸浓度计算的煤气混合气体积461.2519 m^3/hr
V5=V*273/(273+te)
V: 按烘干室中溶剂不超过许可爆炸浓度计算的新鲜空气量664 m^3/hr
te: 烘干温度120 ℃
I0: 车间为室温时空气的热焓6.3 kcal/m^3
I2: 在燃烧室出口处煤气混合气的热焓 339 kcal/m^3
为补偿在空气管道中的热量损失,此处的煤气混合温度
一般应比再循环空气混合时的温度高 20 ℃
I1: 煤气燃烧生成物的热焓601 kcal/m^3
I1=Qh0*η/V2
Qh0: 煤气的热值8000 kcal/m^3
η: 高温系数0.8
一般 η=0.7～0.8
V2: 每立方米煤气燃烧生成物的有效体积10.641 m^3/m^3
煤气混合气和再循环空气混合时的温度 te1根据混合时的热焓确定
热焓可按下式计算
I2'=Qhmax/V5+I3
I2': 混合时煤气.空气混合气的热焓726 kcal/m^3
Qhmax: 烘干室的*热损耗量320716 kcal/m^3
Qhmax不包括加热新鲜空气的热损耗量
对于通过式烘干室
Qhmax应包括加热从门洞吸进的新鲜空气的热损耗量
I3: 从烘干室排出的循环空气的热焓31.06 kcal/m^3
(2) 再循环煤气.空气混合物体积的计算
V6=V5(I2'-I4)/(I4-I3)
V6: 再循环煤气.空气混合物的体积50690 m^3/hr
V5: 按烘干室中溶剂不超过许可爆炸浓度计算的煤气.空气混合物461.2519 m^3/hr
I4: 进入烘干室的煤气.空气混合物的热焓37.33 kcal/m^3
I3: 从烘干室排出的煤气.空气混合物的热焓31.06 kcal/m^3
I2': 混合时煤气.空气混合物的热焓726 kcal/m^3
七. 通风机的计算和选择
(1) 再循环系统通风机的通风量按下式计算
Q=(V5+V6)*(273+te2)/273
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Q: 再循环系统通风机的通风量77382 m^3/hr
te2: 进入烘干室的煤气.空气混合物的温度140 ℃
(2) 每小时从烘干室排出混合气的排出量队于室式烘干室
(A) 对于室式烘干室2
Q'=V5*(273+te)/273
Q': 每小时的混合物排出量8671 m^3/hr
te: 烘干温度120 ℃
(B) 对于通过式烘干室
Q'=V5*(273+te)/273+V5"*(273+te)/(273+20)
V5": 从门洞进入烘干室的空气量5969 m^3/hr
V5"=G5"/ρ
ρ: 车间内空气的密度1.205 kg/m^3
八. 空气加热器的选择
就4988燃烧机而言
(1) 热量<252000kcal/hr 选用4988-1000
(2) 252000kcal/hr<热量<630000kcal/hr 选用4988-2500
(3) 630000kcal/hr<热量<10080000kcal/hr选用4988-4000
(4) 10080000kcal/hr<热量<1512000kcal/h选r 用4988-6000
(5) 1512000kcal/hr<热量<2268000kcal/r 选用4988-9000
被选用的燃烧机种类: 选用4988-2500