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蒸汽耗量计算.pdf
蒸汽耗量计算
蒸汽系统的优化设计很大程度上取决于是否能精确估计蒸汽
的用量。这样才可以计算蒸汽的管道口径和各种附件的口径如控制
阀、疏水阀等,以达到最佳的效果。确定工厂的蒸汽负荷可以有不
同的方法:
1.使用传热公式可以分析设备的热输出,可以估计蒸汽的耗量。
计算加热物质所需热量的公式,可以适用于绝大多数的传热制
程Q= m* cp*∆ T / t 。
Q = 热量 (kJ) ;
m = 物质的质量 (kg) ;
cp = 物质的比热 (kJ/(kg ·℃)) ;
∆ T = 物质的上升温度 ( ℃) ;
t = 加热的时间(s )。
计算非流动型应用的平均换热功率将一定质量的油在 10min
(600s )内从温度35℃加热到120℃。油的体积为35L,在该温度
范围内比重为0.9,比热为1.9 kJ/(kg ·℃) 。确定所需的换热功率:
油的质量m = 0.9 ×35 = 31.5 kg
Q =31.5kg ×1.9kJ/(kg ·℃) ×(120-35)℃/600s
Q = 8.48 kJ/s(8.48kW)
2.蒸汽的耗量可以使用流量测试设备直接测量。这对于现有的
设备可以得到足够精确的数据。
通过收集冷凝水来对一个夹套锅进行测试,在本例中使用一个
空的水罐和台秤。这种方法容易操作,也能达到的精确的测量结果。
3.额定热功率(或设计额定值)通常标志在工厂各个设备的铭
牌上,该数据由设备制造商提供。这些额定值通常以kW 表示的热
量输出,以kg/h 表示的蒸汽耗量取决于使用的蒸汽压力。
如果负荷用kW 表示,蒸汽压力给定,蒸汽的流率可以用公式确定:
蒸汽中的热量用来做两件事:
1.使产品温度改变,也就是说提供“加热”部分。
2.来维持产品的温度(由于自然的热量损失或设计的热量损
失),也就是说提供“热量损失”部分。
罐体的能量损耗
顶部开口罐体,这些罐体的热负荷计算需要综合考虑其内的物
品和材料,并计算蒸发损失。脱油脂箱-脱油脂是在产品经过机械
加工之后但在最终装配之前进行的,从金属表面去掉沉积的油脂或
冷却油的工艺。在脱油脂箱中,材料被浸没在被盘管加热到90℃到
95℃的溶液中,去除杂质或锈。
使用加热容器的制程工业
工业 制程 典型温度(℃)
制糖 原汁加热 80~85
乳制品 产生热水 80
电镀 金属沉淀 70~85
金属/钢铁 除锈/ 除垢 90~95
制药 清洗水箱 70
在有些应用中,制程流体已经达到它的工作温度,这里所需要
补充的热量就是从罐的固体表面和液体表面的散热损失。
1. 把制程流体加热到工作温度需要的热量。
2. 把容器材料加热到工作温度需要的热量。
3. 从容器表面散失到大气环境的热损失。
4. 从液体表面散失到大气环境的热损失。
5. 其它冷的物体浸入制程流体时吸收的热量。
罐体表面的散热损失热量仅在表面与环境之间存在温差的时
候才会发生热传递。如果罐体的底部没有暴露在空气中,而是放置
在地上,这部分的散热损失可以被忽略。
水箱内存放 2/3 的弱酸溶(cp=3.9kJ/(kg ·℃)) ,密度与水相同
(1000kg/m3),加热液体的热量QM (液体),初始状态T1=8℃,最
终状态T2=60℃。加热时间2 小时,求:蒸汽额定功率。
温度上升∆ T = 60 -8 = 52℃
液体体积 = 2 ×3 ×3 ×2/3 = 12m3
液体质量m = 12000kg
液体比热cp = 3.9kJ/(kg ·℃)
加热时间t = 2h = 7200s
QM (液体)= mcp∆ T/t
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