【关于短玻璃纤维增强聚丙烯生产中的能量衡算计算过程案例】2300字

关于短玻璃纤维增强聚丙烯生产中的能量衡算计算过程案例综述目录TOC\o"1-3"\h\u13985关于短玻璃纤维增强聚丙烯生产中的能量衡算计算过程案例综述 113521.1挤出成型能量衡算 1205721.1.1能量衡算流程 23791.1.2机筒分段数 2206681.1.3加热功率的确定 2117861.1.4传递到机头中的热量 371991.1.5冷却水用量 3190251.2机头中的能量衡算 4304891.2.1机头定型套中来自外部的热量 4103901.2.2机头冷却水用量 448181.2.3水槽中冷却水用量 495851.3挤出造粒冷却水衡算 5208151.4用电损耗 6234151.4.1生产设备所需电力 6104691.4.2照明所需电力 8320901.5能量消耗综合表 81.1挤出成型能量衡算挤出成型中的能量，一方面包括挤出机的热能（机筒外部的加热）和机械功（电动机转动螺杆），两者传递到机筒使得物料升温、塑化而达到生产工艺操作所要求的温度；另一方面还包括克服在工作过程中遇到的各种阻力（如粘性阻力、摩擦力等）。当螺杆达到一定转数时，物料熔融所需要的热能将完全从螺杆转动的机械能中获得，而不需要外加热，即“自热挤出”。因此，挤出机挤出过程中的热量来源与分配为：（1.1）式中：H外热—加热系统所供给的热量；H内热—传动系统的机械能通过螺杆对塑料的摩擦和剪切挤压而转化成的热能；H塑料—塑料在挤出过程中所得到的热能；H损失—在挤出过程中的热损失、其中包括机筒和机头周围介质（空气）的热交换（对流、辐射），从加料斗座、螺杆机筒等处带走的热能。1.1.1能量衡算流程图1.1能量衡算流程图传入设备热量总和等于传出设备热量总和加上损失的热量：（1.2）式中：Q1—物料带入设备的热量Q2—冷却介质带走的热量Q3—过程热效应，此处Q3=0Q4—物料从设备带出的热量Q5—消耗在加热设备各附件上的热量Q6—设备向四周散失的热量1.1.2机筒分段数机筒加热长度L1：不加热的长度（进料处）L2：分段数M：1.1.3加热功率的确定（1.3）式中：H－机筒加热功率，kWD0－机筒内直径，cmL/DS－螺杆长径比A－单位面积的加热功率，W/cm2。A的值一般根据经验选定。由于各种塑料的物化性能（如比热容、熔点和熔融潜热等）不同，一般取A为3~4W/cm2。机筒内直径则：由于加热过程中会产生损耗，所以加热功率要乘以损耗系数，损耗系数的值为0.6~0.7。本设计取0.7。则实际加热功率根据图1.1可知1.1.4传递到机头中的热量（1.4）式中：C－PP比热容，为1.90kJ/(kg·℃)m－每小时生产能力kg/h－从室温到机头的温差(25℃~200℃)所以：1.1.5冷却水用量（1.5）式中：C－水的比热容，为4.2kJ/(kg·℃)m－冷却水质量，kg－冷却水进出口温差，为5~7℃，本设计取7℃又因为：其中：，所以：1.2机头中的能量衡算1.2.1机头定型套中来自外部的热量（1.6）式中由已选的单螺杆设备得出，即挤出机的加热功率90kW。所以（1.7）式中：C－PP比热容，为1.90kJ/(kg·℃)m－每小时生产能力kg/h－从机头到室温的温差(200℃~25℃)所以：1.2.2机头冷却水用量式中：C－水的比热容，为4.2kJ/(kg·℃)－为机头冷却水温差，取8℃1.2.3水槽中冷却水用量式中：C－水的比热容，为4.2kJ/(kg·℃)－为冷却至室温的温差，取4℃1.3挤出造粒冷却水衡算图1.2双螺杆挤出机能量衡算图双螺杆挤出机主电动机功率，在实际生产过程中会产生损耗，所以要乘以损耗系数，本设计取损耗系数0.7。所以实际功率所以（1.8）式中：C－PP比热容，为1.90kJ/(kg·℃)m－每小时生产能力kg/h－从室温到机头的温差(25℃~210℃)所以式中：C－水的比热容，为4.2kJ/(kg·℃)－为机头冷却水温差，取8℃所以每小时总用水量：则每年的总用水量为：1.4用电损耗1.4.1生产设备所需电力1.4.1.1干燥机所需电力ZLG振动流化床干燥机每小时处理量为211.04kg，电机功率为6kW。每年需要处理的原料为1524.8吨，则累计每年的使用时间为：则每年的耗电量为：1.4.1.2筛分机所需电力6DZSF-525型塑料筛分机每小时的最大处理量为15000kg，功率为1.5kw。每年需要处理的原料为1524.8吨，按最大处理量计算，则累计每年的使用时间为：则每年的耗电量为：1.4.1.3高速混合机所需电力每年需要处理的原料量为1528.15吨，SHR-100A型高速混合机每次最大处理量为50kg，有效容积为75L，电动机功率为22kW，加热功率9kW。虽然前文选机器时按照每小时处理6次计算，但实际生产过程中，不可能每次只加一点料，多是直接按最大处理量运行。一次处理量为：一年需处理次数为：每次处理物料10min，累计每年的使用时间则每年的总耗电量为：1.4.1.4双螺杆造粒机组所需电力MYSJ-50型双螺杆造粒机组的功率为45kW，连续化作业，每年使用时间为7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.5单螺杆挤出机所需电力SJ120型单螺杆挤出机的功率为90kW，连续化作业，每年使用时间为7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.6三辊压光机所需电力三辊压光机的用电量为41.2kW，连续化作业，每年使用时间为7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.7冷却输送装置所需电力圆辊输送机的功率为3kW，每年使用时间为7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.8牵引机所需电力牵引机电机功率为7.5kW，连续化作业，每年使用时间为7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.9切割机所需电力TSD-HC1310型切割机的功率为4kW，连续化作业，每年使用时间为7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.10磨粉机所需电力每年需要处理的废料量为87.77吨，DXD-400型磨粉机每小时的处理量为50~120kg，功率为30kW。累计每年的使用时间则每年的耗电量为：1.4.1.11冷水机组所需电力冷水机选用LYX-10S型，功率为8.25kW，冷水机的开启时间与其他机器使用时间相当，每年的使用时间7116h。则每年的耗电量为：1.4.1.12空气压缩机所需电力选用空气压缩机HRB-10YGPM型，功率为7.5kW，因为压缩机为间歇工作，其使用时间假设为总生产时间的20%。累计每年的使用时间为则每年的耗电量为：1.4.2照明所需电力生产厂房所需的照明设备为40盏，功率0.05千瓦/盏，最大使用时间为年工作时间8496小时，假定实际灯具开启时间为总时间的75%。累计每年的使用时间则每年的耗电量为：综上，车间的年耗电量见下表：表1.1车间年耗电量表设备名称数量/台功率/kW年使用时间/h耗电量/kW·h干燥机16705842348筛分机11.5101.7152.55高速混合机1223032.293998.2双螺杆造粒机1457116320220单螺杆挤出机1907116640440三辊压光机141.27116293179.2冷却输送装引机17.571