Тепловий розрахунок ротаційного преса для вулканізації клинових пасів

Запис вихідних даних для теплового розрахунку вулканізатора

1. Питома теплота пароутворення, Дж/кг (r) -

2. Маса корпуса, днища, кришки вулканізатора, кг (G_в) -

3. Маса діафрагми, кг (G_g) -

4. Питома теплоємкість сталі, Дж/кг.К (C_ст) -

5. Питома теплоємкість гуми, Дж/кг.К (C_р) -

6. Температура нагрівання вулканізатора і діафрагми, ⁰С (t) -

7. Початкова температура вулканізатора і діафрагми, ⁰С (t_в) -

8. Число циклів вулканізації за тиждень (n) –

9. Проміжна температура, до якої охолоджується вулканізатор і діафрагма за час перезарядки, ⁰С (t_пр) -

10. Маса сердечника (барабана), кг (G_с) –

11. Маса гуми в конструкції паса за одну завантажку, кг (G_р) –

12. Маса тканини в конструкції клинового паса за одну завантажку, кг (G_тк) –

13. Температура поверхні, що віддає тепло, ⁰С (t_ст) -

14. Протяжність циклу вулканізації, сек (τ) -

15. Площа поверхні тепловтрат, м² (F) -

Метою теплового розрахунку ротаційного преса є визначення витрат гріючої пари і потужності електронагрівальників.

Враховуючи періодичність вулканізації:

а) розрахунок ведеться на один цикл вулканізації;

б) розрахунок ведеться на один барабан (1 голівку) ротаційного преса.

7.1. Рівняння теплового балансу ротаційного преса має такий вигляд:

Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄

де Q₁ – витрати тепла на першопочаткове нагрівання барабана, Дж/цикл;

Q₂ – витрати тепла на нагрівання пресуючої стрічки, Дж/цикл;

Q₃ – витрати тепла на нагрівання пасів, що вулканізуються, Дж/цикл.

Q₄ – тепловтрати в навколишнє середовище конвекцією та промене-

випромінюваннням, Дж/цикл.

7.2. Визначення витрат тепла на першопочаткове нагрівання барабана Q₁, Дж/цикл:

Q₁ =G_б С_ст(t – t_в) 1/ n 1,15

де G_б – маса барабана, кг;

С_ст – питома теплоємкість матеріалу, з якого виготовлений барабан (для сталі

482 Дж/кг.К);

t – температура до якої нагрівається барабан, ⁰С (приймається рівною температурі

вулканізації);

t_в – початкова температура барабана, ⁰С (приймається рівною температурі

навколишнього повітря, 20⁰С);

n – число циклів вулканізації за тиждень;

1,15 – коефіцієнт, що враховує витрати тепла на нагрівання частин преса, що

прилягають до барабана (15%).

7.3. Визначення витрат тепла на нагрівання пресуючої стрічки Q₂, Дж/цикл:

Q₂ =G_ст С_ст(t^ІІ – t_в) (L+0,1) + G_р С_р(t^ІІ – t_в) (L+0,1)

де G_ст, G_р – маса стальної арматури і гуми в одному п.м. пресуючої стрічки, кг;

С_ст, С_р – питома теплоємкість сталі 482, Дж/кг.К та 1676 Дж/кг.К;

t^ІІ – температура до якої нагрівається стрічка, ⁰С (приймається на 10-155⁰С вищою за

температуру вулканізації ⁰С);

t_в – початкова температура пресуючої стрічки, ⁰С (приймається рівною температурі

навколишнього середовища 20⁰С);

L – довжина пасів, що вулканізуються, м.

7.4. Витрати тепла на нагрівання клинових пасів, що вулканізуються Q₃, Дж/цикл:

Q₃ =G_р С_р(t^І – t_в) n^І + G_тк С_тк(t^І – t_в) n^І

де G_ст, G_р – маса гуми і тканини в конструкції паса, кг;

t^І – температура вулканізації, ⁰С (приймається на 10-155⁰С вищою за

температуру вулканізації ⁰С);

t_в, С_р, С_тк – (див. п.7.3.);

навколишнього середовища 20⁰С);

n^І – кількість пасів, що одночасно вулканізуються на одній головці преса.

7.5. Визначення тепловтрат в навколишнє середовище від нагрітого барабана Q₄, Дж/цикл:

Q₄=α₀ F_n (t_ст – t_в) τ_у

де α₀ – коефіцієнт тепловіддачі від поверхні в навколишнє середовище, Вт/м².К;

α₀ = 9,3 + 0,058 t_ст

t_ст – температура поверхні барабана, ⁰С (приймається рівною температурі

вулканізації);

t_в – температура навколишнього середовища (повітря), ⁰С (приймають рівною 20⁰С);

τ_у – тривалість циклу вулканізації, сек;

F_n – площа поверхні тепловтрат, м²;

F_n = ПД/2 L (1,5: 1,8) + 2ПД² / 4

де Д – діаметр барабана, м;

1,5: 1,8 – коефіцієнт, що враховує наявність канавок на поверхні барабана;

L – довжина барабана, м.

ПРИМІТКА:

1. ПД/2 – відкрита половина поверхні барабану, м²;

2. 2ПД²/4 – поверхня торця барабану, м².

Після розрахунку Q₁, Q₂, Q₃, Q₄ розраховують Q (див. п.7.1.).

7.6. Визначення витрат пари на нагрівання ротаційного преса Д, кг/цикл:

Д=0,7 Q/1000 r

де r – питома теплота пароутворення, кДж/кг (таблична величина);

1000 – перевідний коефіцієнт, кДж/Дж;

0,7 – коефіцієнт, що враховує долю парового підігріву в загальному підігріві.

7.7. Визначення потужності електронагрівальних елементів N

N = 0,3 Q/τ_у 2/1000

де 1000 – перевідний коефіцієнт Вт/Вт;

τ_у – протяжність циклу вулканізації, сек;

2 – коефіцієнт, що враховує направленість електронагрівання;

0,3 – коефіцієнт, що враховує долю електронагрівання в загальному нагріванні клинових пасів.

Дата добавления: 2014-11-29