Методика оценки тепловой мощности теплогенератора

1. Задаёмся температурой воздуха окружающей среды – \(\mathit{T_0}(^\circ C)\).

2. Задаёмся температурным режимом сушки материала – \(\mathit{T}_{\mathit{вх}} / \mathit{T}_{\mathit{вых}}(^\circ C)\)
 (температура теплоносителя на входе и на выходе из сушилки). Температуры задаются либо опытным путём или расчётным.

3. Определяемся с типом теплоносителя – воздух окружающей среды, продукты сгорания топлива или смесь продуктов сгорания топлива и воздуха.

4. Определяемся с видом первичного энергоносителя для подготовки теплоносителя – жидкое топливо, газообразное или твёрдое топливо, либо электроэнергия.

5. Задаёмся производительностью по исходному (\( \mathit{m}_{\text{исх}} \), кг/ч) или конечному (\( \mathit{m}_{\text{кон}} \), кг/ч) – сухому материалу.

6. Определяем исходную влажность материала – \( \mathit{W}_{\text{исх}} \)(%).

7. Задаёмся конечной влажностью материала – \( \mathit{W}_{\text{кон}} \)(%).

8. Вычисляем часовой расход испаряемой влаги из материала – \(\mathit{m_{исп}} = \mathit{m_{исх}} - \mathit{m_{кон}}\), кг/ч.

9. Определяем необходимый расход теплоносителя – \( \mathit{m}_{\text{тн}} \)(кг/ч), используя уравнение теплового баланса. 

\( {\eta}_{\mathit{суш}} \cdot \mathit{m}_{\mathit{тн}} \cdot \mathit{c}_{\mathit{тн}} \cdot (\mathit{T}_{\mathit{вх}} - \mathit{T}_{\mathit{вых}}) = \mathit{m}_{\mathit{исп}} \cdot [ \mathit{c}_{\mathit{воды}} \cdot (\mathit{T}_{\mathit{исп}} - \mathit{T}_{\mathit{мат1}}) + \mathit{r} ] + \mathit{m}_{\mathit{кон}} \cdot \mathit{c}_{\mathit{кон}} \cdot (\mathit{T}_{\mathit{мат2}} - \mathit{T}_{\mathit{мат1}}) \),
где
\( {\eta}_{\mathit{суш}} \) – коэффициент полезного действия сушилки,

\( \mathit{c}_{\mathit{тн}} \) – удельная теплоёмкость теплоносителя, кДж/(кг*°С),

\( \mathit{c}_{\mathit{воды}} \) – удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг*°С),

\( \mathit{T}_{\mathit{исп}} \) – температура испарения воды, °С,

\( \mathit{T}_{\mathit{мат1}} \) – температура исходного материала, °С,

\( \mathit{r} \) – теплота парообразования, кДж/кг,

\( \mathit{c}_{\mathit{кон}} \) – удельная теплоёмкость сухого материала, кДж/(кг*°С),

\( \mathit{T}_{\mathit{мат2}} \) – температура конечного материала, °С.

10. Определяем расход тепловой энергии необходимый для подготовки (нагрева) теплоносителя перед подачей его в сушилку.
Пример. Если теплоноситель – воздух окружающей среды.

\( \mathit{Q = m_{\mathit{тн}} \cdot c_{\mathit{тн}} \cdot (T_{\mathit{вх}} - T_0)} \), (кДж/ч).

11. Определяем тепловую мощность теплогенератора.

\( \mathit{N}_{\mathit{мг}} = \dfrac{{\mathit{Q}}}{\mathit{\eta}_{\mathit{мг}} \cdot 3600} \), (кВт),
где \( \mathit{\eta}_\mathit{мг} \) – коэффициент полезного действия теплогенератора.

12. Определяем расход топлива необходимый для подготовки теплоносителя.

\( \mathit{B = \dfrac{Q}{\mathit{\eta_{\text{мг}}} \cdot \mathit{\eta_{\text{топ}}} \cdot \mathit{q_{\text{топ}}}}} \), (кг/ч; н м³/ч),
где

\( \mathit{\eta_{\text{топ}}} \) – коэффициент полезного действия топки теплогенератора,

\( \mathit{q_{\text{топ}}} \)– теплота сгорания топлива, кДж/кг (если топливо жидкое или твёрдое) или кДж/н м³ (если топливо газообразное).