高分子材料加工厂设计徐德增第九章工艺计算.ppt

第九章 工艺计算,1、确定生产方法和工艺流程之后，应根据 2、收集到的技术资料确定工艺参数 3、工艺参数是生产过程中应控制的各种技术数据。 3、扩初设计阶段进行物料衡算、公用工程量计算和设备计算的重要依据。,第一节 工艺参数,一、制定工艺参数的原则 1先进性 制定的参数不先进，进行的一系列计算结果，也必然与先进水平存在一定的差距。制定一个先进的工艺参数，是一个十分重要的课题。 2可靠性 所制定的工艺参数必须是切实可行的，这是保证工厂正常生产的重要条件。工艺参数的制定，应建立在生产厂实际生产经验的基础上，或根据一定的试验数据制定，决不可将无根据的假定列入工艺参数。,第一节 工艺参数,二、工艺参数示例 当生产同一种化学纤维时，由于产品的规格和用途不同，所采用的设备和工艺流程亦不尽相同，所制定的工艺参数也不相同。 随着化纤生产技术的不断发展，工艺参数也在不断变化。 所以很难制定一个通用的工艺参数，只能介绍某些化纤设计中采用的工艺参数供作参考。,第二节 物料衡算,一、物料衡算的作用 在工艺流程及工艺参数确定后，即可着手物料衡算工作。 物料衡算是通过对每一个生产过程的物料量的变化情况进行平衡计算，从而得出在正常生产情况下所需要的原材料、产生的副产物及废料量。,第二节 物料衡算,物料衡算不仅是原材料消耗定额的基本依据，而且也是进行设备和能量计算的先决条件。 衡算的结果直接关系到生产成本与车间运输量，对工厂技术经济指标有举足轻重的影响。 因此，物料衡算是扩初设计阶段主要的工艺计算内容。,第二节 物料衡算,物料衡算的理论基础是质量守衡定律。即当有物料损失的情况下，在每一过程中，输入某一系统或没备的物料的总量必然等于其输出物料的总量加以物料损失量。,第二节 物料衡算,物料衡算应用的基本公式： G1= G 2+ G3 试中： G1：输入系统中各物料量的总和： G2：自系统中输出各物料量的总和 G3：系统中物料损失量的总和,第二节 物料衡算,化纤生产需要多种原料，其中主要原料的消耗定额是影响产品成本的关键设计中，为了计算主要原料的单耗，通常把它们在各工序的流动量绘成图表。 料平衡表或物料平衡图，编入扩初设计文件。,第二节 物料衡算,二、物料衡算示例 1已知条件； (1)涤纶长丝生产在各工序的损失 kgt成品： 干燥 8.8 纺丝36.9 牵伸 71.2 分级: 0.9 假捻17.4 分级 4.9 (2)涤纶长丝生产中，各工序中添加和损失物料量及其相应物料组成。,第二节 物料衡算,第三节 公用工程用量计算,在进行物料衡算和主要工艺设备计算后，即可开展公用工程用量的计算。 公用工程计算是将生产过程中所需的蒸汽、冷冻、电功率、水、压缩空气、氮气和真空等用量用计算的方法提出来。 在扩初设计阶段，作为各有关专业进行公用工程单项设计的依据。 同时公用工程耗用量，也是衡量设计项目技术经济指标之一。,第三节 公用工程用量计算,具体的计算方法和示例如下 一、蒸汽用量的计算 蒸汽用量的计算基于热量衡算 Q l十Q 2+Q 3=Q4十Q5十Q6 式中： Q1所处理物料带到设备中去的热量(kcal) Q2由加热剂(或冷却剂)传给设备和所处理的物料之热量(kcal),第三节 公用工程用量计算,Q 3 过程的热效应或机械搅拌热(kcal) Q4反应产物由设备中带出的热量( kcal) Q5消耗在加热设备各个部件上的热量(kcal) Q6设备向四周散失的热量(kcal)。,第三节 公用工程用量计算,1Q l的计算； Q l=G.c.t 式中： G- 物料重量(kg); C - 物料比热(kcalkg ); t - 物料温度差()。,第三节 公用工程用量计算,3、Q3的计算 Q3 =C.G 式中： G物料量(ks)； C化学反应热或状态热(kcalkg)。 C值可在一般理化手册和工艺学中查得。,第三节 公用工程用量计算,Q4与Q1的计算方法相同 Q5= G c(t2-t1) Q6=KFt 式中：F 为传热面积 K 为传热系数 已知其中的七项，可求得另一项。,第三节 公用工程用量计算,二、电热功率的计算 在化纤生产中，电热也是一种重要的热源。在熔纺中，螺杆挤压机与纺丝机的加热，涤纶长丝牵伸机与假捻机的加热、维纶生产中的热处理等均采用电热； 设备电热功率的计算依据能量守衡定律，计算公式与水蒸气的计算相同。 首先进行热平衡计算，算出由电热系统传给设备系统中的热量。然后根据热功当量再换算成电热功率。,第三节 公用工程用量计算,三，压缩空气的计算 在化纤生产中，应用压缩空气来输送掖体、吹扫组件、搅拌液体、干燥切片、操纵气缸及仪表等。 其操作状态一般有连续使用和间歇使用两种在连续使用压缩空气时，工艺参数中对压缩空气压力和用量均已提出具体的要求，无需进行特殊的运算。间歇使用压缩空气时，压缩空气的压力和消耗量进行计算；耗气量均按标准m3 / h 或m3/min计算。,第三节 公用工程用量计算,3、间歇使用压缩空气时，在无具体耗气量经验数据时，可用下式计算压缩空气用量。 平均用气量 Q1=2827d2zv.t(1十P)Nm3日 ； 小时用气量 Q2=2827d2v(1十P)Nm3h 式中：d-压缩空气管直径(m)， V-压缩空气在管内的流速(ms)，压力为58kgf/cm2时，V= 812ms t每日使用压缩空气时间(h日)， P压缩空气表压力(kgfcm2),第三节 公用工程用量计算,四、真空耗量的计算,第三节 公用工程用量计算,第三节 公用工程用量计算,化纤厂生产用水种类较多，有一般生产水(亦称过滤水)、冷却水，冷冻水，冷盐水软水和脱盐水(有时称纯水)等。各种水的用途也不相同。 对于生产用水量的计算，目前尚无十分系统固定的计算方法。 在进行初步设计时，一方面参照生产厂经验，按照用水量的单耗指标计算出各种水的总用量，另一方面再对各种用水量尽可能地进行计算或估算，最后根据上述两方面的数据再确定生产用水量,第三节 公用工程用量计算,一般生产水的用途较广， 如冲洗地面、清洗设备、泵和风机的轴封或轴冷却、洗手池用水、化验室用洗涤水等。没有确切的计算依据，但已知进入设备或工序的水管直径时，计算最大用水量 d : 水管直径(m)， v :水管内流速(