2011届本科生毕业设计 7预热带烧成带热平衡计算 7.4热支出项目
7.4.1热制品带出显热Q2
Gg?Gm2605.4Kg/h???2742.5? 1?灼减1?5%制品烧成温度tg=1210 ℃ 制品平均比热容，查手册
-5
c2=0.84+26×10×1210=1.1546(kJm3?℃)
Q2=GgtgC2=2742.5×1210×1.1546=3831453.5(KJ／h)
7.4.2窑体散热Q3
将窑体分为三部分
第3～5节:80～400℃,取平均值240℃; 第6～12节:400～1000℃,取平均值700℃; 第13～18节:1000～1210℃取平均值1105℃ 7.4.2.1第一部分
第3～5节, 窑内平均温度240℃,窑外平均温度40℃ 7.4.2.1.1窑顶散热:
材料及厚度：轻质高铝砖230mm
λ
高铝砖
=0.66+0.08×10t=0.66+0.08×10×
-3-3
400?40=0.6776(w/m·℃) 2单位热流q=
240?40=589.2(w/㎡) 0.230.67762.3?2.76×2.01×3=15.26㎡
2窑顶散热面积A顶=
∴Q顶 = 3.6qA=589.2×15.2×3.6=32241(kJ/h) 7.4.2.1.2窑墙散热:
材料及厚度：硅藻土砖厚度230mm λ
硅藻砖
=0.063+0.14×10t=0.063+0.14×10
-3-3
400?40=0.0938(w/㎡·℃) 2 20
2011届本科生毕业设计 7预热带烧成带热平衡计算 单位热流q=
240?40
=81.57 (w/㎡) 0.230.0938
0.934?1.239×2.01×3=6.55㎡
2一侧墙散热面积A墙=
∴二侧墙散热量Q墙=2×81.57×6.55×3.6=3846.84(kJ/h) 7.4.2.1.3窑底散热: 材料及厚度：硅藻土砖75mm λ
硅藻砖
=0.063+0.14×10t=0.063+0.14×10
-3-3
400?40=0.0938 (w/m·℃) 2单位热流q=
240?40=250.13（w/㎡)
0.0750..0938窑底散热面积A底=A顶=15.26㎡
∴Q底= q×A×3.6=250.13×15.26×3.6=13741.14(kJ/h) 7.4.2.2第二部分
第6～12节, 窑内平均温度700℃,窑外平均温度80℃ 7.4.2.2.1窑顶散热:
材料及厚度：粘土质隔热砖230mm
外壁最高温度为t3=80℃，环境温度取ta=20℃。根据对流辐射换热系数计算公式有：
??t3?4?ta?4?4.56????????100???0.25??100??=14W（m2?℃） ?=2.56?t3?ta?+
t3?ta∴最大热流量为：q??（t3?ta）?14?(80?20)?840(Wm2) 据导热公式有：q?t1?t3?1?2??1?2
已知?1?0.23,?1?0.29?0.26?10?3?t1?t2， 2℃，则 但t2未知，须采用试差法计算：先假定t2?600?1?0.29?0.26?10?3?
1000?600=0.498W（m?℃） 221
2011届本科生毕业设计 7预热带烧成带热平衡计算 t2?t1?q??1/?1?612℃ ， 重设t2?612℃,?1?0.29?0.26?10?3?1000?612=0.5W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?613.6℃
相对误差(613.6-612)÷613.6=0.26%<5%,认为第二次假设合理。 ∴?1?0.5 (w/㎡·℃) 硅酸铝耐火纤维130mm， λ
单位热流q=
纤维
=0.15W（m?℃）
700?80=466.17(w/㎡)
0.230.13?0.50.152.3?2.814×2.01×7=36㎡
2窑顶散热面积A顶=
∴Q顶 = q×A×3.6=466.17×36×3.6=60415.6(kJ/h) 7.4.2.2.2窑墙散热:
材料及厚度：粘土质隔热砖114mm
硅酸铝耐火纤维143mm， λ
纤维
=0.15 W（m?℃）
外壁最高温度为t3=80℃，环境温度取ta=20℃。根据对流辐射换热系数计算公式有： 已知?1?0.114,?1?0.29?0.26?10?3?先假定t2?800℃，则
t1?t2，但t2未知，须采用试差法计算： 2?1?0.29?0.26?10?3?1000?800=0.524W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?817.25℃ ，重设t2?817℃
?1?0.29?0.26?10?3?1000?817=0.526W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?818℃
相对误差(818-817)÷818=0.12%<5%,认为第二次假设合理。 ∴?1?0.526 (w/㎡·℃)
单位热流q=
700?80=529.9(w/㎡)
0.1140.143?0.5260.15 22
2011届本科生毕业设计 7预热带烧成带热平衡计算 一侧墙散热面积A墙=
0.934?1.523×2.01×7=17.29㎡
2∴二侧墙散热量Q墙=2×529.9×17.29×3.6=65966.2(kJ/h) 7.4.2.2.3窑底散热:
材料及厚度：超轻质耐火粘土砖75mm ??0.058+0.170×10-3t
硅藻土砖154mm??0.063+0.14×10-3t W（m?℃）
外壁最高温度为t3=80℃，环境温度取ta=20℃。根据对流辐射换热系数计算公式有： 已知?1?0.075 ,?1?0.058?0.17?10?3?先假定t2?680℃，则
t1?t2，但t2未知，须采用试差法计算： 2?1?0.058?0.17?10?3?1000?680=0.2W（m?℃） 2℃,则 t2?t1?q??1/?1?685℃ ，重设t2?685?1?0.058?0.17?10?3?1000?685=0.201W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?686℃
相对误差(686-685)÷686<5%,认为第二次假设合理。 ∴?1?0.2 (w/㎡·℃)
?2?0.063?0.14?10-3?单位热流q=
686?80?0.117 2700?80=364.7（w/㎡)
0.0750.154?0.20.117窑底散热面积A底=A顶=36㎡
∴Q底= q×A×3.6=364.7×36×3.6=47659(kJ/h) 7.4.2.3第三部分
第13～18节，1000～1210℃，窑内平均温度1105℃,窑外平均温度80℃ 7.4.2.3.1窑顶散热:
材料及厚度：轻质高铝砖230mm
国产混合纤维LG-46 130mm， λ
纤维
=0.11W（m?℃）
外壁最高温度为t3=80℃，环境温度取ta=20℃。根据对流辐射换热系数计算公式有：
23
2011届本科生毕业设计 7预热带烧成带热平衡计算 已知?1?0.23，?2即为要求的，?2?0.15
?1?0.66?0.08?10?3?t1?t2，但t2未知，须采用试差法计算： 2先假定t2?1100℃，则
?1?0.66?0.08?10?3?1300?1100=0.756W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?1044℃ ，重设t2?1044℃
?1?0.66?0.08?10?3?1300?1044=0.754W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?1043.76℃
相对误差很小，认为第二次假设合理。 ∴?1?0.754(w/㎡·℃)
单位热流q=
1105?80=687.9(w/㎡)
0.230.13?0.7540.112.3?2.814×2.01×6=30.84㎡ 2窑顶散热面积A顶 =
∴Q顶 =q×A×3.6=687.9×30.84×3.6=76373.4(kJ/h) 7.4.2.3.2窑墙散热:
材料及厚度：轻质高铝砖114mm
国产混合纤维LG-46 143mm， λ
纤维
=0.11W（m?℃）
外壁最高温度为t3=80℃，环境温度取ta=20℃。根据对流辐射换热系数计算公式有： 已知?1?0.114，?2即为要求的，?2?0.11
?1?0.66?0.08?10?3?t1?t2，但t2未知，须采用试差法计算： 2先假定t2?1100℃，则
?1?0.66?0.08?10?3?1300?1100=0.756W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?1173℃ ，重设t2?1173℃,则
?1?0.66?0.08?10?3?1300?1173=0.759W（m?℃） 2t2?t1?q??1/?1?1174℃
24