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玻璃生產(chǎn)線降溫冷卻系統(tǒng)計(jì)算方法

來源: 作者:萬月華 2014/10/24 14:23:11

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本公司有專門為玻璃行業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)冷卻解決方案,很多玻璃項(xiàng)目是玻璃生產(chǎn)線等類似產(chǎn)品生產(chǎn)線需要冷卻降溫,但這類生產(chǎn)線的負(fù)荷計(jì)算,以前沒有相對成熟和準(zhǔn)確的計(jì)算方法和模型。現(xiàn)總結(jié)出如下方法和驗(yàn)算模型供大家學(xué)習(xí)和參考。

玻璃生產(chǎn)線等類似產(chǎn)品生產(chǎn)線的冷卻降溫需要設(shè)計(jì)和計(jì)算的確定參數(shù)主要包括四個:
冷量;
制冷機(jī)組出水溫度;
風(fēng)柜風(fēng)量;
送風(fēng)溫度;
風(fēng)柜機(jī)外余壓;

玻璃生產(chǎn)線等類似產(chǎn)品生產(chǎn)線的冷卻降溫需要知道的參數(shù)包括:
產(chǎn)品寬度(W)(單位:M);
產(chǎn)品厚度(H) (單位:M);
產(chǎn)品冷卻隧道長度(L) (單位:M);
產(chǎn)品運(yùn)動速度(V) (單位:M/S);
產(chǎn)品密度(ρ) (單位:KG/M3);
產(chǎn)品比熱(C) (單位:KJ/KG.℃);
產(chǎn)品初溫(T1) (單位:℃);
產(chǎn)品終溫(T2) (單位:℃);
產(chǎn)品冷卻方式:單面或雙面;
冷卻空氣的平均溫度(T) (單位:℃);
冷卻空氣與玻璃之間的熱交換系數(shù) (K) (單位:KW/M2. ℃);
玻璃冷卻時間(t) (單位:s)

在介紹計(jì)算方法和模型之前,需要先定性介紹玻璃冷卻的過程。
1、我們需要知道:在一定的冷卻空氣與玻璃之間的熱交換系數(shù)情況下,玻璃冷卻散失的熱量等于冷卻空氣得到的熱量。
2、隨著冷卻空氣與玻璃之間熱交換系數(shù)的增加,在相同的初溫、終溫和玻璃其他參數(shù)相同的情況下,冷卻時間隨著縮短。
3、玻璃冷卻的過程中,溫度下降的速度隨著玻璃溫度的下降而減慢。
4、玻璃冷卻降溫過程在圖紙上可以標(biāo)示如下:

中玻網(wǎng)圖片

 

計(jì)算方法:
從上圖我們知道,玻璃冷卻過程中,溫度隨時間變化的規(guī)律不是線性關(guān)系。故計(jì)算起來比較麻煩。為便于大家理解和使用,本方法采用了驗(yàn)證的方法來計(jì)算。具體來說就是設(shè)計(jì)了一個EXCEL表格。表格內(nèi)有相應(yīng)的計(jì)算公式和判斷標(biāo)準(zhǔn),大家只需要在顏色的格子內(nèi)輸入相應(yīng)的參數(shù),然后看是否滿足判斷標(biāo)準(zhǔn),就可以知道送風(fēng)風(fēng)量、送風(fēng)溫度。

中玻網(wǎng)圖片

 

說明:
上述表格是按照如下參數(shù)驗(yàn)收的:
產(chǎn)品寬度:1M;
產(chǎn)品厚度:0.0025M;
產(chǎn)品冷卻隧道長度:6M;
產(chǎn)品運(yùn)動速度:0.091M/S;
產(chǎn)品密度:2500KG/M3;
產(chǎn)品比熱:0.79KJ/KG.℃;
產(chǎn)品初溫:75℃;
產(chǎn)品終溫:30℃;
產(chǎn)品冷卻方式:雙面;
冷卻空氣的平均溫度:15℃;
冷卻空氣與玻璃之間的熱交換系數(shù):0.05KW/M2. ℃;
玻璃冷卻時間(t) (單位:s)
從上表格中可以發(fā)現(xiàn):
1、要將玻璃在6米長冷卻隧道內(nèi)從75將到30度,需要用平均溫度為15度的冷空氣去冷卻。即送風(fēng)平均溫度:15度。
2、冷量:QC/L/V=1472.7/6/0.091=22.5KW。
3、風(fēng)柜風(fēng)量:22.5*3600/1.01/1.2/3=22277M3/H(注:1.01KJ/KG.℃;1.2KG/M3;3℃為風(fēng)柜空氣進(jìn)出口溫差。需要說明的是,為提高冷卻空氣與玻璃之間的熱交換系數(shù),需要加大風(fēng)量,故取為3度溫差)
4、風(fēng)柜機(jī)外余壓:需要根據(jù)風(fēng)系統(tǒng)的形式來確定。由于風(fēng)柜一般按照在冷卻隧道旁邊,故機(jī)外余壓按照300~500PA應(yīng)該足夠了。
5、冷卻空氣與玻璃之間的熱交換系數(shù)可以參考風(fēng)冷翅片的換熱系數(shù)。一般取值為30~60W/M2.℃
6、冷水機(jī)組水溫:由于冷卻空氣的平均溫度為15度,風(fēng)柜進(jìn)出口溫度為3度,故出發(fā)口溫度為13度左右。為保證出風(fēng)溫度為13度,冷水機(jī)組為出水溫度應(yīng)該在5~7度。如果冷卻空氣溫度更低一些,則需要配直接蒸發(fā)式風(fēng)柜或者采用低溫冷水機(jī)組給風(fēng)柜提供冷源。

玻璃生產(chǎn)線冷卻是一種類型的工業(yè)冷卻系統(tǒng),類似的項(xiàng)目如鋼板冷卻、食品冷卻等均可以按照類似方法來設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。

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