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Leonhard Breitenbach GmbH

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选择加热辊轮,从计算所需功率开始

2021-04-28 09:40:30

加热辊轮工作时,除了材料需要的热量以外,也有辊轮本身的排热。因而,加热辊轮设计时,功率的配置务必考虑到这两层面。如何计算,是一个让很多人头疼的难题。

加热辊轮

要合理挑选加热辊轮,务必清晰该加热辊轮工作时所需的功率。文中谈一谈如何计算材料需要的功率。

一般来说,功率的计算关键有下列两种种类。

1.简单升温型

涉及到的材料简单,不水分含量,升温过程不容易有蒸发现象发生。

计算需要的条件:

产量(P)、升高温度(ΔT)、材料比热(Cp)

计算方法:

Q=P×ΔT×Cp换算成千瓦数:Q/3600

要点:注意单位

Q:kJ(千焦)P:kg/hr(千克/小时)

ΔT:℃Cp:kJ/kg.℃功率:kW

*例题1一种无纺布宽度为1.5m,其面密度为100g/㎡,线速度为20m/min,原始温度为25℃,需要用加热辊将无纺布温度提升到125℃。已知这种无纺布比热为2.5kJ/kg.℃,求这个过程需要的净功率。

假设热利用率为40%,则加热辊至少需要配置多少功率?

解答:每小时产量:P=1.5m×20m/min×60×0.1kg=180kg/hr

净功率:Q=P×ΔT×Cp

=180kg/hr×(125-25)℃×2.5kJ/kg.℃

=45000kJ/hr

=45000/3600kJ/s

=12.5kW

实际配置功率≥12.5kW/40%=31.25kW

2.含水升温型

材料中含有一定的水分,需要部分或者全部蒸发。

计算需要的条件:

产量(P)、含水量(Mw)、升高温度(ΔT)、材料比热(Cp)

计算方法:热量需求分三部分,分别计算后相加

1)材料升温热量需求Q1

2)水从当前温度加热到100℃需要的热量Q2

3)水从100℃蒸发成100℃的蒸汽需要的热量Q3

其中,材料升温热量需求(Q1)计算,同前。

水从当前温度(T1)加热到100℃(T2)需要的热量计算:

已知水的比热(Cw)为:4.18kJ/kg.℃

Q2=Mw×(T2-T1)×Cw

水从100℃蒸发成100℃的蒸汽需要的热量已知水的蒸发热(ΔQ)为:2260kJ/kg

Q3=Mw×ΔQ

总的热量需求为:Q=Q1+Q2+Q3

*例题2某特种高分子材料宽度为2m,厚度为0.5mm,烘干后密度为300kg/m³,加工前含水率为12%。已知生产线速度为10m/min,材料比热为2kJ/kg.℃,加工前材料温度为20℃,需要用加热辊将材料加热到160℃。求这个过程需要的净功率。

假设热利用率为50%,每支辊的功率配置约35kW,则需要配置多少支加热辊较为合理?

解答:每小时加工材料的产量

.P=10m/min×2m×0.5×10-3m×300kg/m³×60=180kg/hr

每小时需要蒸发的含水量

Mw=180kg/hr÷(1-12%)×12%=24.5kg/hr

材料升温热量需求

Q1=P×ΔT×Cp

=180kg/hr×140℃×2kJ/kg.℃

=50400kJ/hr

水从当前温度加热到100℃需要的热量

Q2=Mw×(T2-T1)×Cw

=24.5kg/hr×80℃×4.18kJ/kg.℃

=8193kJ/hr

水从100℃蒸发成100℃的蒸汽需要的热量

Q3=Mw×ΔQ

=24.5kg/hr×2260kJ/kg=55370kJ/hr

总的热量需求为:Q=Q1+Q2+Q3

=50400kJ/hr+8193kJ/hr+55370kJ/hr

=113963kJ/hr

=113963/3600kJ/s

≈32kW

因此产品的净功率约为32kW

假设热利用率为50%,那么实际配置的功率是64kW,每支辊的功率配置约35kW得话,建议

配置两支加热辊轮较为合理。

明确了合理的功率,加热辊轮的挑选就成功了一半。


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