Тепловой расчет червячной машины

Тепловой баланс червячной машины можно представить как

(1.69)

где – количество полимерного материала, поступающего в машину, кг/ч;

– теплоемкость полимера, ккал/(кг·град);

– начальная температура полимера, ⁰С;

– конечная температура полимера, после выхода из головки, ⁰С;

– количество тепла, выделяющегося при потреблении мощности N;
ккал/ч;

– количество тепла, подводимое к корпусу машины (паром, нагретой
жидкостью или электронагревателями), ккал/ч;

– количество тепла, подводимое к головке машины (паром, нагретой
жидкостью или электронагревателями), ккал/ч;

– количество воды, поступающей на охлаждение червяка, кг/ч;

– теплоемкость воды, ккал/(кг·град);

, – начальная и конечная температура воды, ⁰С;

– потери тепла корпусом машины и головкой в окружающую среду,
ккал/ч;

– количество тепла, отводимого в зоне разгрузки полимера, ккал/ч.

Определение составляющих теплового баланса может производиться следующим образом

. (1.70)

Мощность , которая превращается в тепловую энергию подсчитывается по формулам (1.67).

Величину определяют как среднюю в интервале температур и .

Количество тепловой энергии , подводимой из вне к корпусу головки

, (1.71)

где – температура полимера перед входом в головку, ⁰C;

– конечная температура полимера после выхода из головки, ⁰С.

Количество тепловой энергии, отводимой водой, охлаждающей червяк

. (1.72)

Задавшись скоростью воды в пределах 0.1-0.8 м/сек получаем

, (1.73)

где f – площадь сечения, мм²;

– скорость течения воды, м/сек;

g – удельный вес охлаждающей воды, кг/м³.

Размеры канала червяка известны и выбрав диаметр трубки, через которую подается вода, определим сечение канала, в котором движется вода.

Перепад температур , принимаем 5¸10 ⁰С.

Тепловые потери корпуса машины и головки определяют по уравнению

, (1.74)

где – наружная поверхность корпуса и головки, м;

a – коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции, ккал/(м×ч×град),
определяется по уравнениям приведенным в табл. 1.4;

– температура наружной поверхности изолированного корпуса и
головки, которой необходимо задаться в пределах 50¸80 ⁰C;

– температура окружающей среды, ⁰C.

Величина a – определяется через критерий Нуссельта

, (1.75)

где – геометрический (определяющий) размер, м;

l – коэффициент теплопроводности, ккал/(м·ч·град).

Критерий Нуссельта рассчитывается по уравнениям, приведенным в таблице 1.4.

Таблица 1.4

Дата добавления: 2015-07-14